blog

Kulma għandek bżonn tkun taf dwar il-komposti tal-ispiro

Kulma għandek bżonn tkun taf dwar il-komposti tal-ispiro

Introduzzjoni għall-komposti Spiro

Il-kompost spiro huwa kompost organiku li fih żewġ anelli biċiklli huma mwaħħlin b'atomu wieħed. Fin-natura, l-istrutturi taċ-ċrieki jistgħu jkunu sostanzjalment l-istess jew differenti, u l-atomu li jgħaqqad iż-żewġ ċrieki jissejjaħ spiroatom (spirali atomu), normalment Huwa karbonju 4 ta 'grad (magħruf ukoll bħala karbonju spirali), u jista' Tkun ukoll silikon, fosfru jew arseniku. L-atomu spiro huwa ġeneralment atomu ta 'karbonju kwaternarju. Il-kompost tal-ispiro juża l-parentesi biex jikteb in-numru tal-anelli separatament. In-numru taċ-ċirku fih ukoll l-atomu spiro innifsu, u n-numru ż-żgħir ikun fuq in-numru u separat minn dot.

Mill-inqas żewġ ċrieki f'molekula jaqsmu atomu tal-karbonju (f'komposti oħra, atomi oħra, bħal silikon, fosfru, arseniku, eċċ.). Iż-żewġ ċrieki jinsabu fuq żewġ pjanijiet perpendikulari għal xulxin: il-komposti spiro adattati kif suppost huma chiral u jistgħu jiġu riżolti f'isomeri ottiċi (ara l-iżomeriżmu ottiku). F'termini ta 'forma, propadiene H2C = C = CH2 huwa l-aktar ċirku spiro sempliċi, u propadiene sostitwit b'mod xieraq bħal 1,3-propadienediic acid huwa ottikament attiv u jista' jinqasam f'żewġ isomeri ottiċi attivi. korp.

Klassifikazzjoni

(1) Skont in-numru ta 'atomi spiro, il-kompost spiro jista' jiġi kklassifikat fi kompost spiro wieħed, dispiro, spiro triplu u kompost multi-spirali li fih pluralità ta 'atomi spiro.

(2) Il-kompost tal-ispirtu karkoċikliku u l-kompost tal-ispirtu eteroċikliku jistgħu jiġu kklassifikati skond it-tip ta 'l-atom li għandu jkun miżmum, u meta l-atomu tal-karbonju li jikkostitwixxi l-kompost ta' l-ispiro carbocyclic huwa sostitwit b'atomu ieħor, jiġi ffurmat kompost heiroċikliku ta 'spiro.

(3) Skond it-tip ta 'ċirku, jista' jinqasam f'komposti ta 'spiro saturati, mhux saturati, aromatiċi u alifatiċi.

(4) Komposti heterospirocyclic coordination. L-atomu tal-ispiro fil-kompost tal-ispiro jista 'jkun atomu tal-karbonju jew elementi oħra bħal Si, N, P, Ge u bħalhom. Jekk l-atomu tal-ispiro huwa atomu tal-metall, ġeneralment ikun hemm bond koordinat, u kompost spiro bħal dan jissejjaħ kompost eteroċikliku li jikkoordina.

Spiro polimeriku kompost

Il-kompost spiro polimeriku huwa taħlita ta 'żewġ atomi spiro ta' aktar minn tlieta jew aktar ċrieki. Meta tinnomina kompost spiro, aġġettiv numeriku li jżid dijametri, tetra-, ..., eċċ għall-isem ifisser in-numru ta 'atomi spiro li jeżistu separatament bejn iċ-ċrieki. L-atomi fil-kompost ta 'l-ispiro ġew innumerati sistematikament. It-terminoloġija ta 'kompost polyspirocyclic tibda b' molekula ta 'ċirku li tgħaqqad spiro atom, li jissejjaħ ċirku terminali. Dawn il-molekuli polyspirocyclic jistgħu jkollhom żewġ ċrieki terminali jew aktar u huma mwaħħla ma 'kompost multi-spiroċikliku. Fost dawn, atomu spirali wieħed biss huwa konness ma 'xulxin. In-nomenklatura fiċ-ċirku terminali tinbeda mill-atom li jmiss għall-atomu spiro, ittikkettat bħala n-numru 1, u l-molekula hija mbagħad innumerata li tibda bil-molekula.

Żewġ ċrieki terminali jew aktar, in-numru tal-bidu taċ-ċirku tat-terminal għandu jkollu metodu ieħor ta 'għażla. Meta l-ewwel spiroatom jiġi nnumerat, il-komposti spiro sussegwenti għandhom ikunu mqabbda mal-iżgħar spiral possibbli. Numerazzjoni. Ejja ngħidu li hemm kompost b'żewġ anelli terminali, wieħed b'attomi 6 u l-ieħor b'atomi 8. In-numerazzjoni tinbeda b'ċirku ta 'atomi 6, għax wara n-numerazzjoni, l-ispiroatom għandu jiġi nnumerat 6. Jekk iċ-ċirku li jikkonsisti minn atomi 8 jibda, l-ispiroatom għandu jiġi nnumerat 8. Id-direzzjoni tan-numru hija ddeterminata minn spiroatom (li jibda mill-ewwel spiroatom taċ-ċirku terminali diġà nnumerat). Ejja ngħidu li l-atomu tal-bebbux jibda n-numerazzjoni f'direzzjoni waħda, u jekk in-numru huwa inqas min-numru fid-direzzjoni l-oħra, l-atomu tal-bebbuxu jintgħażel. Id-direzzjoni bin-numru iżgħar tintuża biex tibda t-tismija. Fil-atomu spirali ta 'wara, id-daqs tan-numru mhux daqshekk importanti. F'xi każijiet, l-ewwel tnejn, tlieta, erba 'spiroatomi jew aktar se jkunu pprogrammati għall-istess numru irrispettivament minn liema direzzjoni huma nnumerati. L-għażla tad-direzzjoni tan-numerazzjoni tintgħażel bil-proċess ta 'numerazzjoni meta jinstab ammont differenti ta' atomi tal-kamin, u d-direzzjoni tal-atomi spirali numerati aktar baxxi hija magħżula. Per eżempju, jekk is-sistema ta 'numerazzjoni f'direzzjoni waħda, in-numru ta' kull spiroatom huwa 3, 5, 7, 10 u n-numru ta 'spiroatomi f'direzzjoni oħra huwa 3, 5, 7, 9, imbagħad id-direzzjoni tat-tieni numru hija magħżula. . F'dan il-każ, fid-direzzjoni tal-ewwel numru, in-numru bejn iż-żewġ atomi spirali huwa 7 u 10, u fid-direzzjoni tan-numru oppost, 7 u 9. In-numerar ta 'kwalunkwe atom tal-kamin wara dak mhux importanti, u d-direzzjoni tan-numerazzjoni ġiet iddeterminata bid-direzzjoni tan-numru 9.

Fl-ismijiet ta 'ċrieki spiro multipli, l-ewwel numru fil-parentesi jindika li l-atom fl-ewwel ring l-eqreb lejn l-atomu spiro huwa n-numru wieħed. In-numri l-oħra jirrappreżentaw in-numru ta 'atomi bejn l-atomi spiro, jew l-atomi fil-ħolqa terminali. Kull numru huwa separat b'perjodu (perjodu Ingliż). F'dan l-eżempju, hemm żewġ atomi (numerati 1 u 2) qabel l-ewwel spiroatom (3). M'hemmx atomi bejn l-ispiroattomi 3 u 4, u l-istess jgħodd għall-ispiroatomi f'4 u 5, 5 u 6. Hemm żewġ atomi fuq it-tieni ring terminali, 6 u 5, 5 u 4, u hemm wieħed bejn 4 u 3.

Għalhekk, is-sekwenza [2.0.0.0.2.1.1.1] tinkiseb. Fl-eżempju fuq il-lemin, hemm żewġ spiroatomi, għalhekk l-isem jibda mixgħul. Fl-ewwel ring tat-terminal, hemm żewġ atomi, li jindikaw l-isem dispiro [2. Sussegwentement, hemm wieħed u erba 'atomi fiċ-ċirku terminali l-ieħor bejn iż-żewġ spiroatomi, li jiżvelaw l-isem żewġ bebbux [2.1.3 5. It-tieni spiroatom, numerat 5, ġie miżjud bħala passaġġ li se jiltaqa 'man-numru ta' atomi wara n-numru ta 'atomi fil-ħolqa tat-terminal, l-aħħar darba żied angoli 9 u 10 bejn spiroattomi 3 u 5 U mbagħad żid alkane li għandu l- l-istess numru ta 'atomi tal-kompost spiro, decane, namedispiro [2.1.3 5 .2 3] decane żvelat bl-isem.

Nomenklatura ġenerali ta 'komposti spiro
Il-kompost monospirocyclic jiddetermina l-isem ta 'l-idrokarbon ġenitur skond in-numru totali ta' atomi tal-karbonju involuti fil-formazzjoni taċ-ċirku; l-atomi kollha fuq l-ispiro ring huma numerati fl-ordni taċ-ċirku żgħir u l-ħolqa l-kbira u l-atomi spiro huma minimizzati; allura huma segwiti minn parentesi kwadri. Is-sekwenza tan-numerazzjoni taċ-ċirku kollu hija numerikament indikata bin-numru ta 'atomi tal-karbonju mgħaffġa bejn l-atomi spiro rispettivi, flimkien ma' l-isem tal-katina ta 'idrokarburi li tikkorrispondi għaċ-ċirku sħiħ; in-numri huma sseparati minn punt t'isfel, fil-forma: bebbuxu [a, b] alkane.

Kamin ibridu

L-effett anomeriku ta 'ċirku heterospirali jfisser li żewġ atomi pożittivi għall-elettroni jew pari soliti ta' elettroni fil-konformazzjoni huma fid-direzzjoni opposta biex inaqqsu l-mument dipolu tal-molekula u jnaqqsu l-enerġija intramolekulari. F'1968, it-tim ta 'riċerka Descotes ippropona l-ewwel effett anomeriku. Meta studjaw il-acetal biċikliku, sabu li ż-żewġ komposti fil-figura t'hawn taħt kien fihom 57% ta 'l-isomeri cis u 43% ta' l-isomeru trans fit-taħlita ta 'l-ekwilibriju f'80 C. Ir-ratio cis isomer trans L-isomer kien stabbli ma' differenza fl-enerġija ta '0.71 kJ / mol. Minħabba l-effett anomeriku ta 'l-isomer cis, isomeru trans m'għandux effett bħal dan.

Chirality

Uħud mill-komposti tal-bebbuxu għandhom ċirali assjali. L-ispiroatomi jistgħu jkunu ċentri kirali, anke meta ma jkollhomx l-erba 'sostitwenti differenti meħtieġa biex josservaw il-quiralita'. Meta ż-żewġ ċrieki huma l-istess, is-sistema tas-CIP tassenja prijorità ogħla biex testendi l-estensjoni ta 'ċurkett wieħed u ħolqa oħra ta' prijorità aktar baxxa. Jista 'jiġi applikat meta ċ-ċirku ma jkunx simili.

Il-komposti ċikliċi jistgħu jiġu kklassifikati bil-kriterji li ġejjin:

• Kompożizzjoni aliċiklika

Dan huwa kompost organiku li huwa kemm kompost alifatiku kif ukoll kompost ċikliku. Dawn fihom ċrieki karboċikliċi saturati jew mhux saturati, iżda l-anelli mhumiex aromatiċi.

• Naftalika

Skond id-daqs taċ-ċirku, in-nafteni jistgħu jiġu kklassifikati bħala żgħar, medji u kbar. Cyclopropane u cyclobutane huma kkunsidrati żgħar. Il-cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane u cyclooctane komuni għal cyclotridecane huma ta 'daqs medju, u akbar huma meqjusa bħala nafteni kbar.

Cycloolefin

Dan huwa idrokarburi ċikliku li għandu d-doppju tal-karbonju-karbonju intra-karboniku. Monoolefins ċikliċi sempliċi jinkludu ċiklopropene, cyclobutene, cyclopentene u cyclohexene, filwaqt li l-polyenes ċikliċi għandhom cyclopropadiene, cyclobutadiene, cyclopentadiene. Stenna. Ċerti olefini ċikliċi, bħal cyclobutene and cyclopentene, jistgħu jiġu polimerizzati bħala monomeri biex jiffurmaw polimeri.

• Idrokarburi aromatiċi

L-idrokarboni aromatiċi l-aktar sempliċi u l-aktar importanti huma l-benżin u l-omologi tiegħu bħat-toluene, il-ksilene, l-ethylbenzene u simili. Fl-aromatiċi, xi ċrieki aromatiċi mhumiex kompletament strutturi tal-benżina, iżda l-atomi tal-karbonju fihom huma sostitwiti minn nitroġenu, ossiġnu, kubrit u elementi oħra. Nsejħulhom eteroċikli, bħal ħames wan bħall-furan. Iċ-ċirku jinkludi atomu ta 'l-ossiġenu u l-pirrol fih atomu tan-nitroġenu. Thiophene fih atomu tal-kubrit u affarijiet simili.

U l-aromatiċi jistgħu jinqasmu:

• Idrokarburi aromatiċi monoklikli
• Idrokarboni aromatiċi poliċikliċi
L-idrokarboni aromatiċi li għandhom għamla tal-katina ġeneralment jissejħu arenes alifatiċi, u idrokarburi alifatiċi aromatiċi komuni huma toluene, ethylbenzene, styrene, u bħalhom.
• Taħlita eteroċiklika

Din tikkonsisti minn ċirku aromatiku li ma fihx ċirku eteroċikliku jew sostitwent. Ħafna minnhom huma karċinoġeni magħrufa jew potenzjali. L-aktar sempliċi ta 'din il-kimika hija n-naftalina, b'żewġ ċrieki aromatiċi, kif ukoll komposti triċikliċi rutenju u fenantrin.

L-idrokarboni aromatiċi poliċikliċi huma molekuli newtrali u mhux polari li jinsabu fid-depożiti tal-faħam u tal-qatran. Huma wkoll sustanzi organiċi b'kombustjoni mhux kompluta (eż., Il-magna u l-inċineratur, meta n-nirien tal-foresti fil-kombustjoni tal-bijomassa, eċċ.). Per eżempju, huwa prodott minn kombustjoni mhux kompluta ta 'fjuwils karboniċi bħal ħatab, faħam tal-kannol, griż u tabakk. Jinstab ukoll fil-laħam ikkrekkjat.

Komposti aromatiċi poliċikliċi 'l fuq minn tliet anelli għandhom solubilità baxxa u pressjoni baxxa tal-fwar fl-ilma. Meta jiżdied il-piż molekulari, kemm it-solubbiltà kif ukoll il-pressjoni tal-fwar jonqsu. Il-komposti aromatiċi poliċikliċi ċikliċi għandhom solubilità aktar baxxa u pressjoni tal-fwar. Il-komposti aromatiċi poliċikliċi għalhekk jinsabu b'mod aktar komuni fil-ħamrija u fis-sedimenti milli fl-ilma u fl-arja. Madankollu, il-komposti aromatiċi poliċikliċi spiss jinstabu fuq partikoli sospiżi fl-arja.

Ħafna komposti aromatiċi poliċikliċi ġew definiti bħala karċinoġeni. Rapporti ta 'prova klinika jindikaw li l-esponiment fit-tul għal konċentrazzjonijiet għolja ta' komposti aromatiċi poliċikliċi jista 'jikkawża kanċer tal-ġilda, kanċer tal-pulmun, kanċer tal-istonku u kanċer tal-fwied. Il-komposti aromatiċi poliċikliċi jistgħu jeqirdu l-materjal ġenetiku fil-ġisem, joħolqu t-tkabbir taċ-ċelluli tal-kanċer u jżidu l-inċidenza tal-kanċer.

Meta l-piż molekulari jiżdied, il-karċinoġeniċità tal-kompost aromatiku poliċikliku tiżdied ukoll, u t-tossiċità akuta hija mnaqqsa. Kompost aromatiku poliċikliku, Benzo [a] pyrene (Benzo [a] pyrene), kien l-ewwel karċinoġenu kimiku li seta 'jinstab.

applikazzjoni

Aġent tal-espansjoni tal-polimeru

It-tnaqqis tal-volum tal-polimeru matul il-polimerizzazzjoni jew is-solidifikazzjoni huwa kkawżat mill-forza ta 'van der Waals bejn il-molekuli monomeriċi fl-istat likwidu jew il-molekuli ta' katina twila mhux kkomplikati, u d-distanza bejn molekuli hija kbira; wara l-polimerizzazzjoni jew l-inkroċjar, id-distanzi tal-bonds kovalenti bejn l-unitajiet strutturali jwasslu biss biex jinxtorob il-volum tal-polimeru. Qed jissemma li t-tnaqqis tal-polimer kultant huwa fatali għall-polimeru, bħalma hu l-kawża tat-tixjiħ aċċellerat tal-polimeru, id-deformazzjoni u t-tnaqqis fil-prestazzjoni ġenerali. Sabiex issolvi l-problema tat-tnaqqis tal-volum ta 'tqaddid tal-polimeru, l-ispiżjara għamlu sforzi bla waqfien, iżda ġeneralment jistgħu biss inaqqsu u ma jistgħux jeliminaw kompletament it-tnaqqis tal-volum. Sakemm 1972, Bailey et al. żviluppa sensiela ta 'komposti ta' l-ispiro u sabet li dawn il-komposti huma polimerizzati. Meta l-volum ma jinxtorobx, jespandi. L-iskoperta ta 'monomeri estiżi ġibdet l-interess ta' ħafna xjentisti, u saret ħafna riċerka. Il-monomeri espanduti saru materjali polimeri funzjonali attivi ħafna. Kompożizzjonijiet strutturati bħal spiro ortoester u spiro ortokarbonat huma monomeri ta 'espansjoni tajba u ntużaw fil-preparazzjoni ta' komposti ta 'qawwa għolja, sustanzi li jgħaqqdu b'livell għoli ta' prestazzjoni, materjali polimeri bijodegradabbli u materjali polimeru mediċi. Modifika ta 'polimeri għal skopijiet ġenerali u sintesi ta' oligomeri li għandhom gruppi funzjonali.

electroluminescence

Kemm jekk kompost organiku jarmi d-dawl kif ukoll jekk il-wavelength tal-emissjoni tad-dawl u l-effiċjenza tal-emissjoni tad-dawl jiddependu l-aktar fuq l-istruttura kimika. Il-fluworexxenza ġeneralment iseħħ f'molekuli bi pjani riġidi u sistemi konjugati, li jsaħħaħ l-effett ta 'konjugazzjoni ta' l-elettroni u l-koplanarità tal-molekuli, li huwa ta 'benefiċċju biex itejjeb l-effiċjenza tal-fluworexxenza. Hemm ħafna materjali ħfief organiċi skuri. It-tipi ewlenin huma: spiro ring, poly-p-phenylene vinylene, polythiophene, polythiadiazole u komposti ta 'koordinazzjoni tal-metall. Fost dawn, il-komposti aromatiċi spiroċikliċi għandhom sistemi konjugati kbar u riġidità tajba u kopolaterarità, temperatura għolja tat-transizzjoni tal-ħġieġ u stabbiltà termali għolja. L-apparat EL huwa sempliċi fil-proċess u ma jeħtieġx tagħmir ikkumplikat, u għalhekk huwa possibbli li titnaqqas l-ispiża tal-manifattura matul il-perjodu u li jitħejjew faċilment apparati ta 'żona kbira.

pestiċidi

Iċ-ċirku mdewweb u l-kompost spiro li fih etero atom mhumiex faċli biex jipproduċu reżistenza minħabba l-mekkaniżmu uniku ta 'azzjoni tagħhom, u rċivew attenzjoni kbira fl-iżvilupp tal-pestiċidi. Pereżempju: Rudi et al. irrapportaw 3,9-dichloro-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane-3,9-dijossidu u sulfid Idroġenu kien irreaġixxat biex sintetizza komponent spiro ġdid, 3,9-dihydro-3,9-dithio-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-difosfon [5.5] mhux indiġenu. Id-derivattivi tiegħu huma klassi ġdida ta 'insettiċidi organiżfatiċi u erbiċidi, li jistgħu effettivament ineħħu l-mustarda, ir-ragweed, eċċ mill-qamħ, iċ-ċereali, il-qoton u s-sojja.