Blog

Tutto quello che devi sapere sui composti spiro

Tutto quello che devi sapere sui composti spiro

Introduzione ai composti Spiro

Un composto spiro è un composto organico in cui due anelli biciclici sono legati da un singolo atomo. In natura, le strutture degli anelli possono essere sostanzialmente uguali o differenti, e l'atomo che collega i due anelli è chiamato spiroatom (atomo a spirale), di solito è un carbonio 4 di grado (noto anche come carbonio a spirale), e può essere anche silicio, fosforo o arsenico. L'atomo spiro è generalmente un atomo di carbonio quaternario. Il composto spiro utilizzerà le parentesi per scrivere separatamente il numero di anelli. Il numero dell'anello contiene anche lo spiro atom stesso, e il numero piccolo sarà davanti al numero e separato da un punto.

Almeno due anelli in una molecola condividono un atomo di carbonio (in altri composti, altri atomi, come silicio, fosforo, arsenico, ecc.). I due anelli si trovano su due piani perpendicolari tra loro: i composti spiro opportunamente sostituiti sono chirali e possono essere risolti in isomeri ottici (vedi isomeria ottica). In termini di forma, propadiene H2C = C = CH2 è il più semplice anello spiro e un propadiene opportunamente sostituito come l'acido 1,3-propadienediico è otticamente attivo e può essere diviso in due isomeri otticamente attivi. corpo.

CLASSIFICAZIONE

(1) In base al numero di atomi di spiro, il composto spiro può essere classificato in un singolo composto spiro, un dispiro, un triplo spiro e un composto a più spirale contenente una pluralità di atomi di spiro.

(2) Il composto spiro carbociclico e il composto spiro eterociclico possono essere classificati in base al tipo di atomo da contenere e quando l'atomo di carbonio che costituisce il composto spiro carbociclico viene sostituito da un altro atomo, si forma un composto spiro eterociclico.

(3) In base al tipo di anello, può essere suddiviso in composti spiro saturi, insaturi, aromatici e alifatici.

(4) Coordinazione di composti eterospirociclici. L'atomo di spiro nel composto spiro può essere un atomo di carbonio o altri elementi come Si, N, P, Ge e simili. Se l'atomo di spiro è un atomo di metallo, viene generalmente formato un legame coordinato e tale composto spiro viene indicato come un composto eterociclico coordinato.

Composto polimero spiro

Il composto spiro polimerico è una combinazione di due o più spiro atomi come tre o più anelli. Quando si nomina un composto spiro, un aggettivo numerico che aggiunge di-, tri-, tetra-, ..., ecc. Al nome indica il numero di atomi di spiro che esistono separatamente tra gli anelli. Gli atomi del composto spiro sono stati numerati sistematicamente. La terminologia di un composto polispirociclico inizia con una molecola ad anello che collega un atomo spiro, che è chiamato anello terminale. Queste molecole polispirocicliche possono avere due o più anelli terminali e sono attaccate a un composto multi-spirociclico. Tra questi, solo un atomo a spirale è connesso l'uno all'altro. La nomenclatura nell'anello terminale è iniziata dall'atomo vicino all'atomo spiro, etichettato come il numero 1, e la molecola viene quindi numerata a partire dalla molecola.

Due o più anelli terminali, il numero iniziale dell'anello terminale avrà un altro metodo di selezione. Quando il primo spiroatom è numerato, i successivi composti spiro devono essere collegati alla spirale più piccola possibile. Numerazione. Supponiamo che ci sia un composto con due anelli terminali, uno con gli atomi 6 e l'altro con gli atomi 8. La numerazione inizia con un anello di atomi 6, perché dopo la numerazione, lo spiroatom sarà numerato 6. Se l'anello costituito dagli atomi 8 inizia, lo spiroatom sarà numerato 8. La direzione del numero è determinata dallo spiroatom (a partire dal primo spiroatom dell'anello terminale già numerato). Supponiamo che l'atomo di lumaca inizi a numerare in una direzione, e se il numero è inferiore al numero nell'altra direzione, viene selezionato l'atomo di lumaca. La direzione con il numero più piccolo viene utilizzata per iniziare la denominazione. Nel successivo atomo a spirale, la dimensione numerica del numero non è così importante. In alcuni casi, i primi due, tre, quattro o più spiroatomi verranno programmati sullo stesso numero indipendentemente dalla direzione in cui sono numerati. La selezione della direzione di numerazione viene selezionata dal processo di numerazione quando si incontra un numero diverso di atomi di vite e viene selezionata la direzione degli atomi a spirale di numero inferiore. Ad esempio, se il sistema di numerazione in una direzione, il numero di ciascun spiroatom è 3, 5, 7, 10 e il numero di spiroatomi nell'altra direzione è 3, 5, 7, 9, quindi la direzione del secondo numero è selezionato. . In questo caso, nella direzione del primo numero, il numero tra i due atomi a spirale è 7 e 10, e nella direzione del numero opposto, 7 e 9. La numerazione di qualsiasi atomo di vite dopo questo non è importante, e la direzione di numerazione è stata determinata dalla direzione del numero 9.

Nella denominazione di più spiro rings, il primo numero tra parentesi indica che l'atomo nel primo anello più vicino all'atomo spiro è il numero uno. I numeri rimanenti rappresentano il numero di atomi tra gli atomi di spiro o gli atomi nell'anello terminale. Ogni numero è separato da un periodo (periodo inglese). In questo esempio, ci sono due atomi (numerati 1 e 2) prima del primo spiroatom (3). Non ci sono atomi tra gli spiroatomi 3 e 4, e lo stesso vale per gli spiroatomi di 4 e 5, 5 e 6. Ci sono due atomi sul secondo anello terminale, 6 e 5, 5 e 4, e ce n'è uno tra 4 e 3.

Pertanto, si ottiene la sequenza [2.0.0.0.2.1.1.1]. Nell'esempio a destra, ci sono due spiroatomi, quindi inizia il nome dispiro. Nel primo anello terminale, ci sono due atomi, che indicano il nome dispiro [2. Successivamente, ci sono uno e quattro atomi nell'altro anello terminale tra i due spiroatomi, rivelando il nome di due lumache [2.1.3 5. Il secondo spiroatom, numerato 5, è stato aggiunto come percorso che incontrerà il numero di atomi dopo il numero di atomi nell'anello terminale, l'ultima volta che aggiunge gli atomi 9 e 10 tra gli spiroatomi 3 e 5 E quindi aggiungere un alcano con il lo stesso numero di atomi del composto spiro, decano, namedispiro [2.1.3 5 .2 3] decano rivelato dal nome.

Nomenclatura generale dei composti spiro
Il composto monospirociclico determina il nome dell'idrocarburo genitore in base al numero totale di atomi di carbonio coinvolti nella formazione dell'anello; tutti gli atomi sull'anello dello spiro sono numerati nell'ordine dell'anello piccolo e l'anello grande e gli atomi dello spiro sono ridotti al minimo; poi sono seguiti da parentesi quadre. La sequenza di numerazione dell'intero anello è numericamente indicata dal numero di atomi di carbonio inseriti tra i rispettivi atomi di spiro, più davanti al nome dell'idrocarburo di catena corrispondente all'intero anello; i numeri sono separati da un punto inferiore, nella forma: lumaca [a, b] un alcano.

Vite ibrida

L'effetto anomerico di un anello eterospirale significa che due atomi di elettroni positivi o coppie solitarie di elettroni nella conformazione sono nella direzione opposta per ridurre il momento di dipolo della molecola e ridurre l'energia intramolecolare. In 1968, il team di ricerca Descotes ha inizialmente proposto un effetto anomalo. Quando hanno studiato l'acetale biciclico, hanno scoperto che i due composti nella figura sottostante contenevano 57% dell'isomero cis e 43% dell'isomero trans nella miscela di equilibrio in 80 C. Il rapporto isomero cis trans L'isomero era stabile con un differenza di energia di 0.71 kJ / mol. A causa dell'effetto anomerico dell'isomero cis, l'isomero trans non ha tale effetto.

chiralità

Alcuni composti di chiocciola hanno una chiralità assiale. Gli spiroatomi possono essere centri chirali, anche quando mancano i quattro diversi sostituenti necessari per osservare la chiralità. Quando i due squilli sono uguali, il sistema CIP assegna una priorità più alta per estendere l'estensione di un anello e un altro anello di priorità inferiore. Può essere applicato quando l'anello non è simile.

I composti ciclici possono essere classificati secondo i seguenti criteri:

• composto aliciclico

Questo è un composto organico che è sia un composto alifatico che un composto ciclico. Contengono uno o più anelli carbociclici saturi o insaturi, ma gli anelli non sono aromatici.

• Naphthenic

A seconda della dimensione dell'anello, i nafteni possono essere classificati in piccole, medie e grandi dimensioni. Il ciclopropano e il ciclobutano sono considerati piccoli. Il ciclopentano, il cicloesano, il cicloeptano e il cicloottano a ciclotridecano sono di medie dimensioni e quelli più grandi sono considerati grandi nafteni.

cicloolefinico

Questo è un idrocarburo ciclico avente un doppio legame carbonio-carbonio intracarburante. Le semplici monoolefine cicliche includono ciclopropene, ciclobutene, ciclopentene e cicloesene, mentre i polieni ciclici hanno ciclopropadiene, ciclobutadiene, ciclopentadiene. Aspettare. Alcune olefine cicliche, come ciclobuteneand cyclopentene, possono essere polimerizzate come monomeri per formare polimeri.

• idrocarburo aromatico

Gli idrocarburi aromatici più semplici e importanti sono il benzene e i suoi omologhi come toluene, xilene, etilbenzene e simili. In aromatici, alcuni anelli aromatici non sono completamente strutture benzene, ma gli atomi di carbonio in essi sono sostituiti da azoto, ossigeno, zolfo e altri elementi. Li chiamiamo eterocicli, come cinque yuan come il furano. L'anello include un atomo di ossigeno e il pirrolo contiene un atomo di azoto. Il tiofene contiene un atomo di zolfo e simili.

E gli aromatici possono essere suddivisi in:

• Idrocarburo aromatico monociclico
• Idrocarburo aromatico policiclico
Gli idrocarburi aromatici aventi una forma a catena sono generalmente indicati come areni alifatici e idrocarburi aromatici alifatici comuni sono toluene, etilbenzene, stirene e simili.
• composto eterociclico

È costituito da un anello aromatico che non contiene un anello eterociclico o un sostituente. Molti di loro sono noti o potenziali cancerogeni. La più semplice di questa sostanza chimica è il naftalene, con due anelli aromatici, oltre a composti triciclici di rutenio e fenantrene.

Gli idrocarburi policiclici aromatici sono molecole neutre, non polari, presenti nei depositi di carbone e catrame. Sono anche sostanze organiche per combustione incompleta (ad esempio, il motore e l'inceneritore, quando incendi boschivi nella combustione della biomassa, ecc.). Ad esempio, è prodotto dalla combustione incompleta di combustibili carboniosi come legna da ardere, carbone di legna, grasso e tabacco. Anche trovato in carne carbonizzata.

Composti policiclici aromatici sopra i tre anelli hanno bassa solubilità e bassa pressione di vapore nell'acqua. Quando il peso molecolare aumenta, diminuiscono sia la solubilità che la pressione del vapore. I composti policiclici policiclici aromatici hanno una minore solubilità e pressione di vapore. I composti policiclici aromatici sono quindi più comunemente presenti nel suolo e nei sedimenti che nell'acqua e nell'aria. Tuttavia, i composti aromatici policiclici si trovano spesso sulle particelle sospese nell'aria.

Molti composti aromatici policiclici sono stati definiti come cancerogeni. Rapporti di studi clinici indicano che l'esposizione a lungo termine ad alte concentrazioni di composti aromatici policiclici può causare cancro della pelle, cancro ai polmoni, cancro allo stomaco e cancro del fegato. Composti policiclici aromatici possono distruggere il materiale genetico nel corpo, innescare la crescita delle cellule tumorali e aumentare l'incidenza del cancro.

Quando il peso molecolare aumenta, aumenta anche la cancerogenicità del composto aromatico policiclico e diminuisce la tossicità acuta. Un composto aromatico policiclico, il benzo [a] pirene (benzo [a] pirene), fu il primo cancerogeno chimico a essere scoperto.

Domanda

Agente di espansione del polimero

La contrazione volumetrica del polimero durante la polimerizzazione o la solidificazione è causata dalla forza di van der Waals tra le molecole monomeriche nello stato liquido o le molecole a catena lunga non collegate, e la distanza tra le molecole è grande; dopo la polimerizzazione o la reticolazione, le distanze di legame covalente tra le unità strutturali provocano solo un restringimento del volume del polimero. Si dice che il restringimento a volte è fatale per il polimero, come la causa dell'invecchiamento accelerato del polimero, la deformazione e la riduzione delle prestazioni complessive. Per risolvere il problema di restringimento del volume della polimerizzazione, i chimici hanno fatto sforzi incessanti, ma in generale possono solo ridurre e non eliminare completamente il restringimento del volume. Fino a 1972, Bailey et al. ha sviluppato una serie di composti spiro e ha scoperto che questi composti sono polimerizzati. Quando il volume non si riduce, si espande. La scoperta di monomeri espansi ha attratto l'interesse di molti scienziati e sono state condotte molte ricerche. I monomeri espansi sono diventati materiali polimerici funzionali molto attivi. Composti strutturati come spiro orthoester e spiro Orthocarbonate sono buoni monomeri di espansione e sono stati utilizzati nella preparazione di compositi ad alta resistenza, leganti ad alte prestazioni, materiali polimerici biodegradabili e materiali polimerici medicali. Modifica di polimeri generici e sintesi di oligomeri con gruppi funzionali.

elettroluminescenza

Indipendentemente dal fatto che un composto organico emetta luce e che la lunghezza d'onda dell'emissione luminosa e l'efficienza dell'emissione luminosa dipendano principalmente dalla struttura chimica. La fluorescenza di solito si verifica in molecole con piani rigidi e sistemi coniugati, che migliora l'effetto di coniugazione elettronica e la complanarità delle molecole, che è utile per migliorare l'efficienza di fluorescenza. Ci sono molti materiali organici chiaro-scuri. I principali tipi sono: spiro ring, poli-p-fenilene vinilene, politiofene, poliadiazolo e composti di coordinazione del metallo. Tra questi, i composti aromatici spirociclici hanno grandi sistemi coniugati e buona rigidità e coplanarità, elevata temperatura di transizione vetrosa ed elevata stabilità termica. Il dispositivo EL è semplice nel processo e non richiede attrezzature complicate, quindi è possibile ridurre i costi di produzione durante il periodo e preparare facilmente dispositivi di grandi dimensioni.

pesticida

L'anello fuso e il composto spiro contenenti etero atomo non sono facili da produrre resistenza a causa del loro meccanismo d'azione unico e hanno ricevuto grande attenzione nello sviluppo di pesticidi. Ad esempio: Rudi et al. 3,9-dicloro-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecano-3,9-diossido e solfuro Idrogeno è stato fatto reagire per sintetizzare un nuovo composto spiro, 3,9-diidro-3,9-ditio-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphospho [5.5] undecano. I suoi derivati ​​sono una nuova classe di insetticidi organofosfati ed erbicidi, che possono rimuovere efficacemente senape, ambrosia, ecc. Da frumento, cereali, cotone e soia.