בלוג

כל מה שאתה צריך לדעת על תרכובות ספירו

כל מה שאתה צריך לדעת על תרכובות ספירו

מבוא לתרכובות ספירו

מתחם ספירו הוא תרכובת אורגנית שבה שני טבעות bicyclic מלוכדות על ידי אטום יחיד. בטבע, המבנים של הטבעות עשויים להיות דומים או שונים, והאטום המחבר בין שתי הטבעות נקרא spiroatom (אטום ספירלי), בדרך כלל זהו פחמן 4 כיתה (הידוע גם כפחמן ספירלי), והוא יכול גם סיליקון, זרחן או ארסן. אטום spiro הוא בדרך כלל אטום פחמן quaternary. מתחם הספיר ישתמש בסוגריים כדי לכתוב את מספר הטבעות בנפרד. מספר הטבעת מכיל גם את אטום spiro עצמו, ואת מספר קטן יהיה מול המספר מופרדים על ידי נקודה.

לפחות שתי טבעות במולקולה חולקות אטום פחמן (בתרכובות אחרות, אטומים אחרים, כגון סיליקון, זרחן, ארסן וכו '). שתי הטבעות ממוקמות על שני מישורים מאונכים זה לזה: תרכובות ספירו מחליפות מתאימות הן כיראליות וניתנות לפתרון לאסומרים אופטיים (ראה איזומריזם אופטי). במונחים של צורה, פרדיאין H2C = C = CH2 הוא טבעת spiro הפשוטה ביותר, ופרודיאן תחליף כראוי כגון 1,3-propadienediic חומצה הוא פעיל אופטית ניתן לפצל לשני איסומרים פעילים אופטית. גוּף.

Classificatio

(1) על פי מספר אטומי ספירו, ניתן לסווג את מתחם הספירו למתחם ספירו יחיד, ספירו, ספירו משולש, ותרכובת רב ספירלית המכילה ריבוי של אטומי ספירו.

(2) ניתן לסווג את תרכובת ספירו הקרבוציקלית ואת המתחם הטרוציקלי ספירו בהתאם לסוג האטום שיכיל, וכאשר אטום הפחמן המהווה את תרכובת ספירו הפחמינית מוחלף באטום אחר, נוצר תרכובת ספירו הטרוציקלית.

(3) על פי סוג של טבעת, זה יכול להיות מחולק רווי, לא רוויות, ארומטי ו aliphatic spiro compounds.

(4) תיאום heterospirocyclic תרכובות. אטום spiro במתחם ספירו עשוי להיות אטום פחמן או אלמנטים אחרים כגון Si, N, P, Ge וכדומה. אם האטום spiro הוא אטום מתכת, הקשר קואורדינטות הוא נוצר בדרך כלל, וכן כזה תרכובת ספירו המכונה תרכובת heterocyclic תיאום.

תרכובת ספירו פולימרית

המרכיב הפולימרי ספירו הוא שילוב של שני או יותר ספירו אטומים כמו שלוש או יותר טבעות. כאשר קוראים שמות של תרכובת ספירו, שם תארי שמוסיף di, tri, tetra-, ... וכו 'שם פירושו מספר אטומי ספירו הקיימים בנפרד בין הטבעות. האטומים במתחם ספירו כבר ממוספרים באופן שיטתי. המינוח של תרכובת polyspirocyclic מתחיל עם מולקולת טבעת המקשר אטום spiro, אשר נקרא טבעת מסוף. אלה מולקולות polyspirocyclic יכול להיות שני או יותר טבעות מסוף מצורפים מתחם רב spirocyclic. ביניהם, רק אטום ספירלי אחד מחובר אחד לשני. המינוח של טבעת הטרמינל הוא יזום על ידי אטום ליד אטום spiro, שכותרתו מספר 1, ואת המולקולה הוא ממוספר מכן מתחיל עם המולקולה.

שתי צלצולים סופיים או יותר, מספר ההתחלה של טבעת המסוף תהיה שיטת בחירה אחרת. כאשר הספירוטום הראשון ממוספר, תרכובות ספירו הבאות יש לחבר את הספירלה הקטנה ביותר האפשרית. סִפְרוּר. נניח שיש תרכובת עם שני צלצולים סופניים, אחד עם אטומי 6 והשני עם אטומי 8. המספור הוא התחיל עם טבעת של אטומי 6, כי אחרי המספור, spiroatom יהיה ממוספר 6. אם הטבעת המורכבת מאטומי 8 מתחילה, הספירוטום יהיה ממוספר 8. הכיוון של המספר נקבע על ידי spiroatom (החל ב spiroatom הראשון של הטבעת כבר מסוף כבר). נניח שאטום השבלול מתחיל למנות בכיוון אחד, ואם המספר קטן מהמספר בכיוון השני, נבחר אטום השבלול. הכיוון עם המספר הקטן יותר משמש להפעלת השמות. באטום הספירלי הבא, מספר הגודל של המספר אינו כה חשוב. במקרים מסוימים, שני הראשונים, שלושה, ארבעה או יותר spiroatoms יהיה מתוכנת לאותו מספר לא משנה באיזה כיוון הם ממוספרים. הבחירה של כיוון המספור נבחרה על ידי תהליך מספור כאשר מספר שונה של אטומי בורג הוא נתקל, ואת הכיוון של אטומים ספירליים ממוספרים נמוך נבחר. לדוגמה, אם מערכת מספור בכיוון אחד, מספר כל spiroatom הוא 3, 5, 7, 10, ומספר spiroatoms בכיוון השני הוא 3, 5, 7, 9, ולאחר מכן את הכיוון של המספר השני נבחר. . במקרה זה, בכיוון המספר הראשון, המספר בין שני האטומים הספירליים הוא 7 ו- 10, ובכיוון המספר ההפוך, 7 ו- 9. מספור של כל אטום בורג אחרי זה לא חשוב, ואת כיוון המספור נקבע על ידי הכיוון של מספר 9.

ב שמות של טבעות spiro מרובים, המספר הראשון בסוגריים מציין כי האטום של הטבעת הראשונה הקרוב ביותר אטום spiro הוא מספר אחד. המספרים הנותרים מייצגים את מספר האטומים בין אטומי ספירו, או האטומים שבטבעת הטרמינל. כל מספר מופרד לתקופה (תקופת אנגלית). בדוגמה זו, ישנם שני אטומים (ממוספרים 1 ו 2) לפני spiroatom הראשון (3). אין אטומים בין 3 ו 4 spiroatoms, ואותו הדבר נכון לגבי spiroatoms ב 4 ו 5, 5 ו 6. ישנם שני אטומים על השני מסוף טבעת, 6 ו 5, 5 ו 4, ויש אחד בין 4 ו 3.

לכן, רצף [2.0.0.0.2.1.1.1] מתקבל. בדוגמה מימין, יש שני spiroatoms, אז שם dispero מתחיל. ב טבעת הטרמינל הראשון, ישנם שני אטומים, המציין את השם dispiro [2. לאחר מכן, יש אחד וארבעה אטומים של טבעת מסוף אחרים בין שתי spiroatoms, חושף את שם שני חלזונות [2.1.3 5. הספירוטום השני, המונה 5, התווסף כנתיב שייתקל במספר האטומים לאחר מספר האטומים שבטבעת הטרמינל, הפעם האחרונה בהוספת 9 ו- 10 אטומים בין 3 ו- 5 spiroatoms ולאחר מכן להוסיף אלקן בעל אותו מספר של אטומים של מתחם ספירו, דקאן, בשם. [2.1.3 5. 2 3] דקאן שנחשף על ידי השם.

המינוח הכללי של תרכובות ספירו
המתחם monospirocyclic קובע את שמו של פחמימנים האב על פי המספר הכולל של אטומי פחמן מעורב בהיווצרות הטבעת; את כל האטומים על טבעת spiro ממוספרים בסדר של הטבעת הקטנה ואת הטבעת הגדולה ואת האטומים spiro הם ממוזער; ואז הם ואחריהם בסוגריים מרובעים. רצף המספור של הטבעת כולה מצביע במספרית על ידי מספר אטומי פחמן דחוקה בין האטומים ספירו בהתאמה, בנוסף מול שם של פחמימנים שרשרת המתאים הטבעת כולה; המספרים מופרדים על ידי נקודה נמוכה יותר, בצורה: חילזון [a, b] אלקן.

בורג היברידי

ההשפעה האנומרית של הטרוספירל טבעת כלומר שני אטומים חיובי אלקטרונים או זוגות בודדים של אלקטרונים בקונפורמציה הם בכיוון ההפוך כדי להפחית את רגע dipole של המולקולה ולהפחית את האנרגיה intramolecular. ב 1968, צוות המחקר Descotes הראשון הציע אפקט anomeric. כאשר הם למדו את אצטיקל bicyclic, הם מצאו כי שני התרכובות בדמות להלן הכילו 57% של איזומר cis ו 43% של איזומר טרנס בתערובת שיווי המשקל ב 80 C. יחס האיסומר cis טרנס האיזומר היה יציב עם הבדל האנרגיה של 0.71 kJ / מול. בגלל האפקט האנומרי של האיזומר של ה- cis, האיזומר הטרנסאלי אינו משפיע על כך.

כירליות

כמה תרכובות חילזון יש chirality צירית. Spiroatoms יכול להיות מרכזי כיראלי, גם כאשר הם חסרים את ארבעת תחליפים שונים הדרושים כדי לצפות chirality. כאשר שתי הטבעות זהות, מערכת CIP מקצה עדיפות גבוהה יותר להאריך את הארכה של טבעת אחת ועוד טבעת אחת של עדיפות נמוכה יותר. זה יכול להיות מיושם כאשר הטבעת אינה דומה.

תרכובות מחזוריות ניתן לסווג לפי הקריטריונים הבאים:

• מתחם Alicyclic

זהו תרכובת אורגנית שהיא גם מתחם אליפטי ומתחם מחזורי. הם מכילים אחד או יותר רווי טבעות carbocyclic רווי, אבל הטבעות לא ארומטי.

• נפתאנית

על פי גודל הטבעת, naphthenes ניתן לסווג קטן, בינוני וגדול. Cyclopropane ו cyclobutane נחשבים קטנים. Cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, ו cyclooctane כדי cyclotridcan הם בגודל בינוני, גדול נחשבים naphthenes גדול.

Cycloolefin

זהו פחמימנים מחזוריים בעלי קשר פחמן דו-חמצני פחמן-פחמן. מונופלפינים מחזוריים פשוטים כוללים cyclopropene, cyclobutene, cyclopentene ו cyclohexene, בעוד polyenes מחזורית יש cyclopropadiene, cyclobutadiene, cyclopentadiene. לַחֲכוֹת. אולפינים מחזוריים מסוימים, כגון cyclobuteneand cyclopentene, ניתן לפולמט כמו מונומרים ליצירת פולימרים.

• פחמימנים ארומטיים

הפחמימנים הארומטיים הפשוטים והחשובים ביותר הם בנזין והומוולוגים כמו טולואן, קסילן, אתילבנזן וכדומה. בשנת ארומטיים, כמה טבעות ארומטי הם לא לגמרי מבנים בנזין, אבל אטומי פחמן בהם מוחלפים על ידי חנקן, חמצן, גופרית ואלמנטים אחרים. אנחנו קוראים להם heterocycles, כגון חמישה יואן כמו furan. הטבעת כוללת אטום חמצן ואת pyrrole מכיל אטום חנקן. Thiophene מכיל אטום גופרית וכדומה.

וארומטיקה ניתן לחלק:

• פחמימנים ארומטיים מונוציקליים
• פחמימנים ארומטיים פוליציקליים
הפחמימנים הארומטיים בעלי צורת השרשרת מכונים בדרך כלל ארנבות אליפטיות, ופחמימנים ארומטיים אליפטיים נפוצים הם טולואן, אתילבנזן, סטירן וכדומה.
• תרכובת הטרוצילית

הוא מורכב טבעת ארומטי שאינו מכיל טבעת הטרוציקלית או תחליפי. רבים מהם ידועים או מסרטנים פוטנציאליים. הפשוטה ביותר של כימיקל זה הוא נפטלין, עם שני טבעות ארומטיות, כמו גם תרכובות טריציקליות רותניום ו פנתרן.

פחמימנים ארומטיים פוליציקליים הם מולקולות נייטרליות ולא קוטביות הנמצאות בפחמי פחם וזפת. הם גם חומרים אורגניים על ידי בעירה חלקית (למשל, המנוע ואת משרפה, כאשר שריפות יער בעירה ביומסה, וכו '). לדוגמה, הוא מיוצר על ידי בעירה חלקית של דלקים פחמן כגון עצי הסקה, פחם עץ, גריז, וטבק. נמצא גם בשר חרוך.

תרכובות ארומטיות polycyclic מעל שלוש טבעות יש מסיסות נמוכה ולחץ אדים נמוך במים. כאשר המשקל המולקולרי עולה, הן מסיסות ולחץ אדים ירידה. תרכובות ארומטיות polycyclic bicyclic יש מסיסות נמוכה יותר ולחץ אדים. תרכובות ארומטיות פוליציקליות נמצאות בדרך כלל יותר באדמה ובשקעים מאשר במים ובאוויר. עם זאת, polycyclic תרכובות ארומטיות נמצאות לעיתים קרובות על חלקיקים מרחפים באוויר.

תרכובות ארומטיות רבות polycyclic הוגדרו מסרטנים. דוחות ניסויים קליניים מצביעים על כך שחשיפה ארוכת טווח לריכוזים גבוהים של תרכובות ארומטיות polycyclic עלולה לגרום לסרטן העור, לסרטן הריאות, לסרטן הקיבה ולסרטן הכבד. תרכובות ארומטיות פוליציקליות יכולות להרוס חומר גנטי בגוף, לגרום לגידול של תאים סרטניים ולהגדיל את שכיחות הסרטן.

כאשר המשקל המולקולרי הוא גדל, מסרטן של תרכובת ארומטי polycyclic הוא גם גדל, ואת הרעילות החריפה הוא ירד. תרכובת ארומטית polycyclic, Benzo [a] פירן (Benzo [a] פירן), היה מסרטן כימי הראשון להתגלות.

בקשה

סוכן הרחבת פולימרים

הצטמקות נפח פולימר במהלך פילמור או מיצוק נגרמת על ידי כוח ואן דר ואלס בין מולקולות מונומר במצב נוזלי או מולקולות שרשרת ארוכה unrosslinked, ואת המרחק בין המולקולות הוא גדול; לאחר פילמור או crosslinking, מרחקים קוולנטיים המלווים בין יחידות מבניות רק לגרום הצטמקות של נפח פולימר. יצוין כי הצטמקות הוא קטלני לפעמים פולימר, כגון גרימת הזדקנות מואצת של פולימר, דפורמציה, ובירידה בביצועים הכוללים. כדי לפתור את הבעיה הצטמקות נפח של ריפוי פולימר, כימאים עשו מאמצים בלתי פוסקים, אבל בדרך כלל יכול רק להפחית ולא יכול לבטל לחלוטין את הצטמקות נפח. עד 1972, ביילי et al. פיתחה סדרה של תרכובות ספירו ומצא כי תרכובות אלה הם polymerized. כאשר עוצמת הקול אינה מתכווצת, היא מתרחבת. גילוי מונומרים מורחבים משך את העניין של מדענים רבים, והרבה מחקר בוצע. מונומרים מורחבים הפכו חומרים פולימריים פונקציונליים פעילים מאוד. תרכובות מובנות כגון ספירו אורת'סטר ו אורתוקרבארט ספירו הם מונומרים התרחבות טובה שימשו בהכנת מרוכבים חוזק גבוה, קלסרים ביצועים גבוהים, חומרים פולימר מתכלה וחומרים פולימר רפואי. שינוי פולימרים למטרות כלליות וסינתזה של אוליגומרים בעלי קבוצות תפקודיות.

חשמל

בין אם תרכובת אורגנית פולטת אור לבין אורך הגל של פליטת האור ואת היעילות של פליטת האור תלויה בעיקר במבנה הכימי. הקרינה מתרחשת בדרך כלל מולקולות עם מטוסים נוקשה מערכות מצומדות, אשר משפר את האפקט הצמידה האלקטרון ואת coplanarity של המולקולות, אשר מועיל כדי לשפר את יעילות הקרינה. ישנם חומרים אורגניים כהים רבים. הסוגים העיקריים הם: טבעת spiro, poly-p-phenylene vinylene, polythiophene, polythiadiazole ותרכובות תיאום מתכת. ביניהם, תרכובות ארוטיות spirocyclic יש מערכות מצומדות גדול נוקשות טובה coplanarity, טמפרטורה גבוהה המעבר זכוכית יציבות תרמית גבוהה. מכשיר EL הוא פשוט בתהליך ואינו דורש ציוד מסובך, כך שניתן להפחית את עלות הייצור במהלך התקופה ולהכין בקלות מכשירים שטח גדול.

חומרי הדברה

הטבעת המתמזגת ומתחם ספירו המכיל אטום הטרו לא קל לייצר התנגדות עקב מנגנון הפעולה הייחודי שלהם, וזכו לתשומת לב רבה בפיתוח חומרי הדברה. לדוגמה: Rudi et al. דיווחו על 3,9-dichloro-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro 5.5-3,9-דו-חמצני וגופריתי מימן הגיב לסנתז תרכובת ספירו חדשה, 3,9-dihydro-3,9-dithio-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphospho [5.5] חמור. הנגזרות שלה הן סוג חדש של קוטלי חרקים אורגנו-זרחניים, קוטלי עשבים, אשר יכולים להסיר ביעילות חרדל, ראגויד וכו 'מחיטה, דגנים, כותנה ופולי סויה.