المدوَّنة

كل ما تحتاج لمعرفته حول مركبات سبيرو

كل ما تحتاج لمعرفته حول مركبات سبيرو

مقدمة لمركبات سبيرو

مركب spiro هو مركب عضوي يتم فيه ربط اثنين من الحلقات ثنائية الدفع بواسطة ذرة واحدة. في الطبيعة ، قد تكون هياكل الحلقات متماثلة إلى حد كبير أو مختلفة ، وتسمى الذرة التي تربط بين الحلقتين spiroatom (ذرة حلزونية) ، وعادةً ما تكون عبارة عن كربون 4 (يُعرف أيضًا باسم كربون حلزوني) ، ويمكن كما يكون السيليكون أو الفوسفور أو الزرنيخ. ذرة سبيرو هي بصفة عامة ذرة كربون ربعية. سيستخدم مركب spiro الأقواس لكتابة عدد الرنات بشكل منفصل. يحتوي رقم الحلقة أيضًا على ذرة spiro نفسها ، وسيظهر الرقم الصغير أمام الرقم ويفصل بينهما نقطة.

يتشارك ما لا يقل عن حلقتين في جزيء ذرة كربون (في مركبات أخرى ، ذرات أخرى ، مثل السليكون ، الفوسفور ، الزرنيخ ، إلخ). توجد الحلقتان على طائرتين متعامدين مع بعضهما البعض: مركبات spiro المستبدلة بشكل مناسب هي حلزونية ويمكن حلها في أيزومرات بصرية (انظر التزاوج البصري). من حيث الشكل ، البروبادين H2C = C = CH2 هو أبسط حلقة spiro ، و propudaene المستبدل بشكل مناسب مثل 1,3-propadienediic acid نشط بصريًا ويمكن تقسيمه إلى إيزومرين نشطين بصريًا. الجسم.

Classificatio

(1) وفقا لعدد من ذرات spiro ، يمكن تصنيف مركب سبيرو في مركب سبيرو واحد ، و dispiro ، و spiro ثلاثي ، ومركب متعدد الحلزونات يحتوي على مجموعة من ذرات spiro.

(2) يمكن تصنيف المركب spiro الكربوكسيلي ومركب spiro غير المتجانسة وفقا لنوع الذرة المراد احتواؤها ، وعندما يتم استبدال ذرة الكربون التي تشكل مركب spiro الكربوكسيلي بواسطة ذرة أخرى ، يتم تكوين مركب spiro غير متجانسة.

(3) وفقا لنوع الحلقة ، يمكن تقسيمها إلى مركبات سبيرو مشبعة ، غير مشبعة ، عطرية وأليفاتية.

(4) تنسيق المركبات heterospirocyclic. قد تكون ذرة spiro في مركب spiro ذرة كربون أو عناصر أخرى مثل Si، N، P، Ge وما شابه. إذا كانت ذرة spiro عبارة عن ذرة فلزية ، يتم تكوين رابطة إحداثيات بشكل عام ، ويشار إلى مركب سبيرو كمركب غير متجانسة غير متناسق.

مركب سبيرو البوليمري

مركب spiro البوليمرى عبارة عن مزيج من ذرتين أو أكثر من ذرات spiro لثلاث حلقات أو أكثر. عند تسمية مركب spiro ، فإن الصفة العددية التي تضيف d- ، tri- ، tetra- ،… إلخ إلى الاسم تعني عدد ذرات spiro الموجودة بشكل منفصل بين الحلقات. تم ترقيم الذرات في مركب سبيرو بشكل منهجي. تبدأ مصطلحات مركب polysbiocyclic مع جزيء حلقة يربط ذرة spiro ، والتي تسمى حلقة طرفية. يمكن لهذه الجزيئات polyspirocyclic أن تحتوي على حلقتين طرفيتين أو أكثر وترتبط بمركب متعدد spirocyclic. من بينها ، يتم توصيل ذرة حلزونية واحدة فقط لبعضها البعض. تبدأ التسمية في الحلقة الطرفية بواسطة الذرة بجوار ذرة spiro ، المسمى بالرقم 1 ، ثم يتم ترقيم الجزيء بدءًا من الجزيء.

اثنين أو أكثر من الحلقات الطرفية ، سيكون رقم البداية للحلقة الطرفي طريقة اختيار أخرى. عندما يتم ترقيم spiroatom الأول ، يجب توصيل مركبات spiro اللاحقة بأصغر لولب ممكن. الترقيم. لنفترض وجود مركب به حلقتين طرفيتين ، واحدة مع ذرات 6 والأخرى مع ذرات 8. يبدأ الترقيم بحلقة من ذرات 6 ، لأنه بعد الترقيم ، سيتم ترقيم spiroatom 6. إذا بدأت الحلقة المكونة من ذرات 8 ، فسيتم ترقيم spiroatom 8. يتم تحديد اتجاه الرقم من قبل spiroatom (ابتداء من أول spiroatom من الحلقة الطرفية المرقمة بالفعل). لنفترض أن ذرة الحلزون تبدأ الترقيم في اتجاه واحد ، وإذا كان الرقم أقل من الرقم في الاتجاه الآخر ، يتم تحديد ذرة الحلزون. يتم استخدام الاتجاه مع الرقم الأصغر لبدء التسمية. في ذرة الحلزونية اللاحقة ، لا يكون حجم الرقم من الأهمية. في بعض الحالات ، يتم برمجة أول اثنين أو ثلاثة أو أربعة من spiroatoms إلى نفس الرقم بغض النظر عن الاتجاه الذي يتم ترقيمه. يتم تحديد اختيار اتجاه الترقيم من خلال عملية الترقيم عند مواجهة عدد مختلف من ذرات البرغي ، ويتم تحديد اتجاه الذرات الحلزونية المرقمة الأقل. على سبيل المثال ، إذا كان نظام الترقيم في اتجاه واحد ، فإن عدد كل spiroatom هو 3 و 5 و 7 و 10 وعدد spiroatoms في الاتجاه الآخر هو 3 و 5 و 7 و 9 ، ثم اتجاه الرقم الثاني تم الإختيار. . في هذه الحالة ، في اتجاه الرقم الأول ، يكون العدد بين الذرتي اللولبية هو 7 و 10 ، وفي اتجاه الرقم المقابل ، 7 و 9. إن ترقيم أي ذرة لولبية بعد ذلك غير مهم ، وقد تم تحديد اتجاه الترقيم باتجاه الرقم 9.

في تسمية العديد من حلقات spiro ، يشير الرقم الأول بين قوسين إلى أن الذرة في الحلقة الأولى الأقرب إلى ذرة spiro هي رقم واحد. تمثل الأرقام المتبقية عدد الذرات بين ذرات spiro ، أو الذرات الموجودة في الحلقة الطرفية. يتم فصل كل رقم من خلال فترة (فترة اللغة الإنجليزية). في هذا المثال ، هناك ذرتان (مرقمة 1 و 2) قبل spiroatom الأول (3). لا توجد ذرات بين 3 و 4 spiroatoms ، وينطبق الشيء نفسه على spiroatoms في 4 و 5 و 5 و 6. هناك ذرتان على الحلقة الطرفية الثانية ، 6 و 5 و 5 و 4 ، وهناك ذرة واحدة بين 4 و 3.

لذلك ، يتم الحصول على التسلسل [2.0.0.0.2.1.1.1]. في المثال على اليمين ، هناك نوعان من spiroatoms ، لذلك يبدأ اسم dispiro. في الحلقة الطرفية الأولى ، هناك ذرتان ، تشير إلى اسم dispiro [2. بعد ذلك ، هناك ذرة واحدة وأربعة ذرات في الحلقة الطرفية الأخرى بين اثنين من spiroatoms ، وكشف عن اسم القواقع اثنين [2.1.3 5. تمت إضافة spiroatom الثاني ، المرقمة 5 ، كمسار سيصادف عدد الذرات بعد عدد الذرات في الحلقة الطرفية ، وهي آخر مرة تضيف ذراعي 9 و 10 بين 3 و 5 spiroatoms ثم تضيف ألكان لها نفس العدد من ذرات المركب spiro، decane، namedispiro [2.1.3 5 .2 3] decane التي كشف عنها الاسم.

التسميات العامة لمركبات سبيرو
يحدد مركب monospirocyclic اسم الهيدروكربون الأم وفقا لعدد إجمالي ذرات الكربون المشاركة في تشكيل الحلقة ؛ يتم ترقيم جميع الذرات الموجودة في حلقة سبيرو حسب ترتيب الحلقة الصغيرة ويتم تصغير الذرات الكبيرة وذرات السبرو. ثم يتبعهم أقواس مربعة. يشار إلى تسلسل ترقيم الحلقة بأكملها رقميًا بعدد ذرات الكربون المحصورة بين ذرات سبيرو الخاصة ، بالإضافة إلى اسم السلسلة الهيدروكربونية المقابلة للحلقة بأكملها ؛ يتم فصل الأرقام بواسطة نقطة أقل ، في النموذج: الحلزون [a ، b] ألكان.

المسمار الهجين

التأثير الشاذ للحلقة heterospiral يعني أن اثنين من الذرات الإلكترون إيجابية أو أزواج من الإلكترونات وحيدة في التشكل هي في الاتجاه المعاكس لتقليل عزم ثنائي القطب للجزيء وتقليل الطاقة داخل الجزيئيات. في 1968 ، اقترح فريق البحث Descotes لأول مرة تأثير anomeric. عندما درسوا الأسيتال ثنائية الكيس ، وجدوا أن المركبين في الشكل أدناه يحتويان على 57٪ من isomer cis و 43٪ من الأيزومر الترانسبي في خليط التوازن عند 80 C. تم تحويل نسبة أيزومير Cis. فرق الطاقة في 0.71 kJ / mol. وبسبب التأثير الشاذ لأيزومر رابطة الدول المستقلة ، فإن أيزومر عبر ليس له مثل هذا التأثير.

شرليتي

تحتوي بعض مركبات الحلزون على شرطية محورية. يمكن أن تكون Spiroatoms مراكز لولبية ، حتى عندما تفتقر إلى البدائل الأربعة المختلفة اللازمة لمراقبة الانبوب. عندما يكون الحلقتين متماثلين ، يعين نظام CIP أولوية أعلى لتوسيع امتداد حلقة واحدة وحلقة أخرى ذات أولوية أقل. يمكن تطبيقه عندما تكون الحلقة غير متشابهة.

يمكن تصنيف المركبات الحلقية حسب المعايير التالية:

• مركب اليكسيكلي

هذا مركب عضوي وهو مركب أليفاتي ومركب دوري. أنها تحتوي على واحد أو أكثر من الحلقات الكربوكسيلية المشبعة أو غير المشبعة ، ولكن الحلقات ليست عطرية.

نفيثنيك

وفقا لحجم الحلبة ، يمكن تصنيف navhthenes إلى صغيرة ومتوسطة وكبيرة. تعتبر Cyclopropane و cyclobutane صغيرة. إن السيكلوبنتان الشائع ، والسيكلو هكسان ، وسيكلو هيبتان ، وسيكلوأوكتان إلى السيكلوتريديكان متوسطة الحجم ، والأكبر حجما تعتبر نفتين كبيرة.

Cycloolefin

هذا هو هيدروكربون دوري يحتوي على رابطة ثنائية الكربون الكربون المزدوجة داخل الكربون. وتشمل أحاديات البنزين الأحادية البسيطة سيكلوبوتين وسيكلوبوتين وسيكلوبنتين وسيكلو هكسين ، في حين أن polyenes الحلقي لها cyclopropadiene ، cyclobutadiene ، cyclopentadiene. انتظر. يمكن بلمرة بعض الأولفينات الدورية ، مثل سيكلوبوتينيد سيكلوبنتين ، كمونمر لتكوين بوليمرات.

• الهيدروكربونات العطرية

أبسط وأهم الهيدروكربونات العطرية هي benenzeand لها homologues مثل التولوين ، الزيلين ، إيثيل بنزين وما شابه ذلك. في aromatics ، بعض الحلقات العطرية ليست هياكل البنزين بالكامل ، ولكن يتم استبدال ذرات الكربون فيها بالنيتروجين والأكسجين والكبريت وعناصر أخرى. نحن نسميها غير متجانسة ، مثل خمسة يوان مثل فوران. تحتوي الحلقة على ذرة أكسجين ويحتوي البيرول على ذرة نيتروجين. يحتوي ثيوفين على ذرة كبريت وما شابه.

ويمكن تقسيم العطريات إلى:

• الهيدروكربونات العطرية أحادية الحلقات
• هيدروكربون عطري متعدد الحلقات
يشار إلى الهيدروكربونات العطرية التي لها شكل سلسلة بشكل عام باسم arenes الأليفاتية ، والهيدروكربونات العطرية الأليفاتية الشائعة هي تولوين ، إيثيل بنزين ، ستيرين ، وما شابه.
• مركب غير متجانسة

يتكون من حلقة عطرية لا تحتوي على حلقة غير متغايرة الحلقية أو مستبدلة. كثير منها معروفة أو مسرطنة محتملة. أبسط هذه المادة الكيميائية هي النفثالين ، مع الحلقتين العطرية ، وكذلك مركبات ثلاثية الحلقات الروثينيوم والفينانثرين.

الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات عبارة عن جزيئات محايدة غير قطبية توجد في رواسب الفحم والقطران. كما أنها مواد عضوية عن طريق الاحتراق غير الكامل (على سبيل المثال ، المحرك والمحرق ، عند حرائق الغابات في احتراق الكتلة الحيوية ، وما إلى ذلك). على سبيل المثال ، يتم إنتاجه عن طريق الاحتراق غير الكامل للوقود الكربوني مثل الحطب وفحم الخشب والشحم والتبغ. كما وجدت في اللحوم المتفحمة.

تكون المركبات الأروماتية متعددة الحلقات فوق ثلاث حلقات ذات قابلية ذوبان منخفضة وضغط بخار منخفض في الماء. عندما يزيد الوزن الجزيئي ، ينخفض ​​كل من الذوبان والبخار. إن المركبات العطرية متعددة الحلقات ثنائية الحلقات لها قابلية ذوبان منخفضة وضغط بخار. لذلك ، توجد المركبات الأروماتية متعددة الحلقات عادة في التربة وفي الرواسب أكثر مما توجد في الماء والهواء. ومع ذلك ، غالباً ما توجد المركبات الأروماتية متعددة الحلقات على جسيمات معلقة في الهواء.

تم تعريف العديد من المركبات العطرية متعددة الحلقات بأنها مواد مسرطنة. تشير تقارير التجارب السريرية إلى أن التعرض على المدى الطويل لتركيزات عالية من المركبات العطرية متعددة الحلقات يمكن أن يسبب سرطان الجلد وسرطان الرئة وسرطان المعدة وسرطان الكبد. يمكن للمركبات العطرية متعددة الحلقات تدمير المواد الوراثية في الجسم ، وتحفيز نمو الخلايا السرطانية وزيادة الإصابة بالسرطان.

عندما يزداد الوزن الجزيئي ، تزداد أيضًا نسبة السرطنة للمركب الأروماتي متعدد الحلقات ، ويتم تقليل السمية الحادة. كان المركب العطري متعدد الحلقات ، البنزينو [أ] بيرين (Benzo [a] pyrene) ، أول مادة مسرطنة كيميائية يتم اكتشافها.

الطلب

عامل توسيع البوليمر

يحدث انكماش حجم البوليمر أثناء البلمرة أو التصلب بسبب قوة فان دير فالس بين جزيئات المونومر في الحالة السائلة أو الجزيئات طويلة السلسلة غير المترابطة ، والمسافة بين الجزيئات كبيرة ؛ بعد البلمرة أو التشابك ، تسفر مسافات الرابطة التساهمية بين الوحدات الهيكلية فقط عن انكماش حجم البوليمر. ويذكر أن الانكماش يكون في بعض الأحيان مميتًا للبوليمر ، مثل التسبب في تسريع التعمير للبوليمر ، والتشوه ، وانخفاض الأداء الكلي. من أجل حل مشكلة انكماش حجم معالجة البوليمر ، بذل الكيميائيون جهودًا متواصلة ، ولكن بشكل عام لا يمكن إلا أن يقلل ولا يمكن أن يقضي على انكماش الحجم تمامًا. حتى 1972 ، بيلي وآخرون. طورت سلسلة من مركبات سبيرو ووجدت أن هذه المركبات مبلمرة. عندما لا يتقلص الحجم ، فإنه يتوسع. اجتذب اكتشاف المونومرات الموسعة اهتمام العديد من العلماء ، وتم إجراء الكثير من الأبحاث. أصبحت المونومرات الموسعة مواد بوليمر وظيفية نشطة للغاية. تعتبر المركبات المركبة مثل spiro orthoester و spiro orthocarbonate من المونومرات التوسعية الجيدة وقد تم استخدامها في تحضير المركبات عالية القوة والملفات عالية الأداء ومواد البوليمر القابلة للتحلل الحيوي ومواد البوليمرات الطبية. تعديل البوليمرات للأغراض العامة وتوليف أوليغومرات لها مجموعات وظيفية.

Electroluminescence

ما إذا كان المركب العضوي ينبعث من الضوء أم لا ، ويتوقف طول موجة انبعاث الضوء وكفاءة انبعاث الضوء بشكل أساسي على التركيب الكيميائي. يحدث الإسفار عادة في الجزيئات مع الطائرات الجامدة والأنظمة المقترنة ، مما يعزز تأثير الاقتران الإلكترون وتكامل الجزيئات ، وهو أمر مفيد لتحسين كفاءة الفلورة. هناك العديد من المواد العضوية ذات اللون الفاتح. الأنواع الرئيسية هي: حلقة سبيرو والبولي فينيل فينيل والبوليثايوفين والبوليثياديازول ومركبات تنسيق المعادن. من بينها ، والمركبات العطرية spirocyclic لها نظم مترافقة كبيرة وصلابة جيدة والتكامل ، ودرجة حرارة التحول الزجاجية العالية والاستقرار الحراري عالية. جهاز EL بسيط في العملية ولا يتطلب معدات معقدة ، لذلك من الممكن تقليل تكلفة التصنيع خلال هذه الفترة ولإعداد الأجهزة ذات المساحة الكبيرة بسهولة.

المبيدات الحشرية

ليس من السهل إنتاج الطوق المصهور ومركب سبيرو الذي يحتوي على ذرة مغايرة نتيجة المقاومة الفريدة من نوعها ، وقد حظيا باهتمام كبير في تطوير المبيدات. على سبيل المثال: رودي وآخرون. ذكرت 3,9-dichloro-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane-3,9-dioxide وكبريتيد تفاعل الهيدروجين لتجميع مركب سبيرو جديد ، 3,9-dihydro-3,9-dithio-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphospho [5.5] أونديكان. مشتقاته هي فئة جديدة من مبيدات الحشرات الفوسفاتية العضوية ومبيدات الأعشاب ، والتي يمكن أن تزيل الخردل والراغويد وغيرها من القمح والحبوب والقطن وفول الصويا.