Butyl

Butyl  er en monovalent gruppe af butan eller en substituent med formlen -C4H9 , et derivat af butan eller isobutan ( C4H10 ) . Findes ofte som en substituent i organiske stoffer .

n - Butan kan substitueres både i begge terminale atomer og i to centrale.

Normal eller n-butyl : CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - (systematisk navn: butyl)

Sekundær butyl eller sec-butyl : CH 3 -CH 2 -CH (CH 3 ) - (systematisk navn: 1-methylpropyl)

En anden forgrenet isomer af butan, isobutan , kan være substitueret ved tre terminale atomer eller ved det centrale

Isobutyl : (CH 3 ) 2 CH−CH 2 − (systematisk navn: 2-methylpropyl)

Tertiær butyl , tert-butyl : (CH 3 ) 3 C− (systematisk navn: 1,1-dimethylethyl)

Nomenklatur

Ifølge IUPAC-nomenklaturen kan betegnelserne "isobutyl", " sec -butyl" og " tert -butyl" bruges som trivielle.

Strukturel formel etableret navn IUPAC nomenklatur Systematisk navn Alternative titler
n -butyl butyl butyl butan-1-yl
isobutyl isobutyl 2-methylpropyl 2-methylpropan-1-yl
sek -butyl sek -butyl 1-methylpropyl butan-2-yl
tert -butyl tert -butyl 1,1-dimethylethyl 2-methylpropan-2-

Butyl er den største alkylsubstituent og har et trivielt navn. Præfikset iso- , sec- og tert- angiver antallet af kædegrene (også kendt som RI ) . Iso  betyder en, anden betyder to, og tert betyder tre.

Eksempler

Nedenfor er varianterne af butylsubstituenter under anvendelse af eksemplet med "butylacetat"-isomerer

n -butylacetat isobutylacetat sec-butylacetat tert-butylacetat

Etymologi

Med stigningen i antallet af kulstofatomer blev butylradikalet det sidste, der blev navngivet historisk, og ikke ved hjælp af den græske konto. Navnet "butyl" kommer fra det engelske navn smørsyre ( engelsk  butyric acid ), som er så navngivet, fordi det er indeholdt i harsk olie ( engelsk  butter , som igen går tilbage til latin  butyrum  - olie).

Steriske egenskaber

Med stigende forgrening fremkommer det steriske krav til butylgruppen. Tert -butylgruppen skaber sterisk spænding omkring sig selv. Dette kan stabilisere stoffet på grund af blokeringen af ​​reaktionscentret, som i overensstemmelse hermed ændrer reaktionskinetikken: fremskynde eller sænke reaktionen. I de fleste tilfælde opstår hæmning på grund af den steriske frastødning af fragmenterne af molekylet. Acceleration opstår, når tert-butyl fikserer den konformation , der er nødvendig for, at reaktionen kan fortsætte .

Ankergruppe

Isobutyl- såvel som tert-butylgruppe kan anvendes som en ankergruppe. Dette betyder, at det på grund af sin steriske effekt ændrer konformationspræferencer i molekylet. Så for eksempel forhindres frastødningen af ​​frie alkylgrupper, eller overgangen fra en konformation af cyclohexanringen til en anden forhindres. Den voluminøse tert-butylrest forbliver fortrinsvis i den ækvatoriale position, da dette reducerer interaktioner med andre substituenter på cyclohexanringen. For det andet den mulige stolkonformation med resten af ​​den aksiale position på grund af frastødning med andre aksiale grupper. Dette er energimæssigt ugunstigt, og ligevægten forskydes mod besættelsen af ​​tert-butylgruppen i den ækvatoriale konformation.

Tert-butyl effekt

Tert-butylsubstituenten er meget sterisk krævende og anvendes i kinetisk stabiliseringskemi sammen med andre voluminøse grupper såsom trimethylsilylgruppen . Den effekt, som tert-butylgruppen udviser på forløbet af en kemisk reaktion, kaldes tert-butyleffekten .

Denne effekt er illustreret i Diels-Alder-reaktionen nedenfor, hvor tert-butylsubstituenten ændrer reaktionshastighedsfaktoren med mere end 240 gange sammenlignet med hydrogen som substituent. [en]

Elektrontilbagetrækkende egenskaber

På grund af de forskellige positioner, hvor butylgrupperne kan binde til resten af ​​molekylet, udviser det forskellige elektrotilbagetrækningsegenskaber. Så mellem isomererne af butylresten er elektrondensiteten ved det tertiære carbonatom i tert -butylgruppen den største, og den for n - butyl er den laveste. Dette afspejles i stigningen i de grundlæggende egenskaber af lithierede stoffer fra n -butyllithium over sec -butyllithium til tert -butyllithium. En lignende virkning af stigende basicitet findes i serierne 1-butanol, 2-butanol, tert -butanol .

Ansøgning

Alkyllithium er en stærk organometallisk base. Det kan deprotonere meget svage syrer såvel som lithiatstoffer. Tre baser af butyllithium er kommercielt tilgængelige som standardreagenser: n - butyllithium, sec - butyllithium og tert - butyllithium.

Hydrogeneringsmidlet diisobutylaluminiumhydrid indeholder to isobutylrester .

Noter

  1. ↑ Faktorer, der påvirker let ringdannelse. Virkningen af ​​forankringssubstitution på hastigheden af ​​en intramolekylær diels-alder-reaktion med furan-dien Serge Cauwberghs og Pierre J. De Clercq B. Tinant og JP Declercq Tetrahedron Letters Volume 29, Issue 20, 1988 , Pages 24093.i 160 doi 169.i : 169 /S0040-4039(00)87916-2 .

Links