- أمثلة على المركبات مع مجموعة البنزيل
- هيدروجين البنزيل
- الكربوهيدرات وجذور البنزيل
- الرنين في مجموعة البنزيل
- الراديكاليون الآخرون
- تفاعلات
- المراجع
و البنزيل أو البنزيل هو مجموعة المستبدلة في المواد الكيميائية العضوية المشتركة التي الصيغة هو C 6 H 5 CH 2 - أو الكتيبة من الناحية الهيكلية ، تتكون ببساطة من اتحاد مجموعة الميثيلين ، CH 2 ، مع مجموعة فينيل ، C 6 H 5 ؛ أي ، sp 3 كربون مرتبط مباشرة بحلقة بنزين.
لذلك ، يمكن النظر إلى مجموعة البنزيل على أنها حلقة عطرية متصلة بسلسلة صغيرة. في بعض النصوص ، يُفضل استخدام الاختصار Bn بدلاً من C 6 H 5 CH 2 - حيث يسهل التعرف عليه في أي مركب ؛ خاصة عندما يتم توصيله بذرة أكسجين أو نيتروجين ، O-Bn أو NBn 2 ، على التوالي.
مجموعة البنزيل. المصدر: IngerAlHaosului
توجد هذه المجموعة أيضًا ضمنًا في عدد من المركبات المعروفة على نطاق واسع. على سبيل المثال ، يمكن اعتبار حمض البنزويك ، C 6 H 5 COOH ، بنزيل خضع الكربون sp 3 لأكسدة شاملة ؛ أو benzaldehyde ، C 6 H 5 CHO ، من الأكسدة الجزئية ؛ وكحول بنزيل ، C 6 H 5 CH 2 OH ، حتى أقل أكسدة.
يمكن العثور على مثال آخر واضح إلى حد ما لهذه المجموعة في التولوين ، C 6 H 5 CH 3 ، والذي يمكن أن يخضع لعدد معين من التفاعلات نتيجة للاستقرار غير العادي الناتج عن الجذور البنزيلية أو الكربوهيدرات. ومع ذلك ، تعمل مجموعة benzyl على حماية مجموعات OH أو NH 2 من التفاعلات التي تقوم بتعديل المنتج بشكل غير مرغوب فيه ليتم تصنيعه.
أمثلة على المركبات مع مجموعة البنزيل
مركبات مجموعة البنزيل. المصدر: Jü
في الصورة الأولى ، تم عرض التمثيل العام لمركب مع مجموعة بنزيل: C 6 H 5 CH 2 -R ، حيث يمكن أن يكون R أي جزء أو ذرة جزيئية أخرى. وبالتالي ، من خلال تغيير R يمكن الحصول على عدد كبير من الأمثلة ؛ بعضها بسيط ، والبعض الآخر فقط لمنطقة معينة ذات هيكل أو تجميع أكبر.
كحول البنزيل ، على سبيل المثال ، مشتق من استبدال OH بـ R: C 6 H 5 CH 2 -OH. إذا كانت مجموعة NH 2 بدلاً من OH ، فإن مركب benzylamine ينشأ: C 6 H 5 CH 2 -NH 2.
إذا كانت Br هي الذرة التي تحل محل R ، يكون المركب الناتج هو بروميد البنزيل: C 6 H 5 CH 2 -Br ؛ R لCO 2 الكلورين يثير استر، chlorocarbonate البنزيل (أو كلوريد carbobenzoxyl)؛ و OCH 3 ينتج عن بنزيل ميثيل إيثر ، C 6 H 5 CH 2- OCH 3.
شامل (على الرغم من أنه ليس صحيحًا تمامًا) ، يمكن افتراض R بواسطة إلكترون واحد: جذور البنزيل ، C 6 H 5 CH 2 · ، ناتج تحرير الجذر R ·. مثال آخر ، على الرغم من عدم تضمينه في الصورة ، هو فينيل أسيتونيتريل أو بنزيل سيانيد ، C 6 H 5 CH 2 -CN.
هناك مركبات حيث مجموعة البنزيل بالكاد تمثل منطقة معينة. عندما يكون هذا هو الحال ، غالبًا ما يستخدم الاختصار Bn لتبسيط الهيكل والرسوم التوضيحية الخاصة به.
هيدروجين البنزيل
تشترك المركبات المذكورة أعلاه ليس فقط في الحلقة العطرية أو حلقة فينيل ، ولكن أيضًا في هيدروجين البنزيل ؛ هذه هي التي تنتمي إلى الكربون sp 3.
يمكن تمثيل هذه الهيدروجين على النحو التالي: Bn-CH 3 أو Bn-CH 2 R أو Bn-CHR 2. يفتقر مركب Bn-CR 3 إلى هيدروجين البنزيل ، وبالتالي فإن تفاعله أقل من المركبات الأخرى.
تختلف هذه الهيدروجين عن تلك التي ترتبط عادةً بكربون sp 3.
على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك الميثان ، CH 4 ، والذي يمكن كتابته أيضًا كـ CH 3 -H. من أجل كسر رابطة CH 3 -H في انشقاق غير متجانس (تكوين جذري) ، يجب توفير كمية معينة من الطاقة (104kJ / mol).
ومع ذلك ، فإن الطاقة لنفس كسر رابطة C 6 H 5 CH 2 -H أقل مقارنةً بالميثان (85 كيلوجول / مول). نظرًا لأن هذه الطاقة أقل ، فهذا يعني أن الجذر C 6 H 5 CH 2 أكثر استقرارًا من CH 3 ·. يحدث الشيء نفسه بدرجة أكبر أو أقل مع الهيدروجين البنزيليك الأخرى.
وبالتالي ، فإن الهيدروجين البنزيل أكثر تفاعلًا في توليد جذور أو كربوهيدرات أكثر استقرارًا من تلك التي تسببها الهيدروجين الأخرى. لماذا ا؟ يتم الرد على السؤال في القسم التالي.
الكربوهيدرات وجذور البنزيل
تم اعتبار الجذر C 6 H 5 CH 2 · بالفعل ، حيث ينقص كربونات البنزيل: C 6 H 5 CH 2 +. في الأول يوجد إلكترون منفرد ومنفرد ، وفي الثاني يوجد نقص إلكتروني. النوعان متفاعلان للغاية ، ويمثلان مركبات عابرة تنشأ منها المنتجات النهائية للتفاعل.
يمكن للكربون sp 3 ، بعد فقد إلكترون أو إلكترونين لتشكيل جذري أو carbocation ، على التوالي ، أن يتبنى تهجين sp 2 (المستوى المثلثي) ، بحيث يكون هناك أقل تنافر ممكن بين مجموعاته الإلكترونية. ولكن إذا حدث أن يكون sp 2 ، تمامًا مثل حلقة الكربون العطرية ، فهل يمكن أن يحدث اقتران؟ الجواب نعم.
الرنين في مجموعة البنزيل
هذا الاقتران أو الرنين هو العامل الرئيسي لشرح استقرار هذه الأنواع المشتقة من البنزيل أو البنزيل. الصورة التالية توضح هذه الظاهرة:
الاقتران أو الرنين في مجموعة البنزيل. تم حذف الهيدروجينيات الأخرى لتبسيط الصورة. المصدر: غابرييل بوليفار.
لاحظ أنه في حالة وجود أحد مركبات الهيدروجين البنزيليك ، بقي المدار p مع إلكترون غير مزدوج (جذري ، 1e -) ، أو فارغًا (carbocation ، +). كما يتضح ، فإن هذا المدار p موازي للنظام العطري (الدوائر الرمادية والأزرق الفاتح) ، حيث يشير السهم المزدوج إلى بداية الاقتران.
وبالتالي ، يمكن نقل أو تشتيت كل من الإلكترون غير المزاوج والشحنة الموجبة من خلال الحلقة العطرية ، لأن التوازي بين مداراتهما يفضلها هندسيًا. ومع ذلك ، لا توجد هذه في أي مدار p من الحلقة العطرية ؛ فقط في أولئك الذين ينتمون إلى الكربون في المواقف ortho و para فيما يتعلق CH 2.
هذا هو السبب في أن الدوائر ذات اللون الأزرق الفاتح تبرز فوق الدوائر الرمادية: تتركز فيها الكثافة السلبية أو الإيجابية للراديكالية أو الكربونية ، على التوالي.
الراديكاليون الآخرون
تجدر الإشارة إلى أن هذا الاقتران أو الرنين لا يمكن أن يحدث في sp 3 carbons بعيدًا عن الحلقة العطرية.
على سبيل المثال ، يكون الجذر C 6 H 5 CH 2 CH 2 أكثر استقرارًا لأن الإلكترون غير المزاوج لا يمكن أن يقترن بالحلقة بسبب مجموعة CH 2 المتداخلة وتهجين sp 3. وينطبق الشيء نفسه على C 6 H 5 CH 2 CH 2 +.
تفاعلات
باختصار: الهيدروجين البنزيليك عرضة للتفاعل ، إما توليد جذري أو كربوهيدرات ، والذي بدوره ينتهي بالتسبب في الناتج النهائي للتفاعل. لذلك ، يتفاعلون من خلال آلية SN 1.
مثال على ذلك هو معالجة التولوين بالبروم تحت الأشعة فوق البنفسجية:
ج 6 H 5 CH 3 + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CH 2 Br
ج 6 H 5 CH 2 Br + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CHBr 2
ج 6 H 5 CHBr 2 + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CBr 3
في الواقع ، في هذا التفاعل يتم إنتاج الجذور Br.
من ناحية أخرى ، تتفاعل مجموعة البنزيل نفسها لحماية مجموعات OH أو NH 2 في تفاعل استبدال بسيط. وبالتالي ، يمكن "بنزيل" كحول ROH باستخدام بروميد البنزيل وكواشف أخرى (KOH أو NaH):
ROH + BnBr => روبن + هبر
ROBn هو أثير بنزيل ، يمكن إرجاع مجموعة OH الأولية إليه إذا تعرض لوسط اختزال. يجب أن يظل هذا الأثير بدون تغيير أثناء إجراء تفاعلات أخرى على المركب.
المراجع
- موريسون ، آر تي وبويد ، آر إن (1987). الكيمياء العضوية. (الطبعة الخامسة). أديسون ويسلي إيبيروأمريكانا.
- كاري ، FA (2008). الكيمياء العضوية. (الطبعة السادسة). McGraw-Hill، Interamerica، Editores SA
- غراهام سولومونز تي دبليو ، كريج ب. فريهل. (2011). الكيمياء العضوية. الأمينات. (الطبعة العاشرة). وايلي بلس.
- ويكيبيديا. (2019). مجموعة البنزيل. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- الدكتور دونالد ل.روبرتسون. (5 ديسمبر 2010). فينيل أم بنزيل؟ تم الاسترجاع من: home.miracosta.edu
- جاميني جوناواردينا. (2015 ، 12 أكتوبر). Benzylic Carbocation. الكيمياء LibreTexts. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org