Butyl

Butyl  je jednovazný zbytek butanu nebo substituent vzorce -C4H9 , derivát butanu nebo isobutanu ( C4H10 ) . Často se vyskytuje jako substituent v organických látkách .

n - Butan může být substituován jak na obou koncových atomech, tak na dvou centrálních.

Normální nebo n-butyl : CH3 - CH2- CH2 - CH2- ( systematický název: butyl)

Sekundární butyl nebo sek-butyl : CH 3 -CH 2 -CH (CH 3 ) - (systematický název: 1-methylpropyl)

Další rozvětvený izomer butanu, izobutan , může být substituován na třech koncových atomech nebo na centrálním

Isobutyl : (CH 3 ) 2 CH−CH 2 − (systematický název: 2-methylpropyl)

Terciární butyl , terc-butyl : (CH 3 ) 3 C− (systematický název: 1,1-dimethylethyl)

Nomenklatura

Podle nomenklatury IUPAC lze označení "isobutyl", " sek -butyl" a " terc -butyl" použít jako triviální.

Strukturní vzorec zavedené jméno Nomenklatura IUPAC Systematický název Alternativní tituly
n -butyl butyl butyl butan-1-yl
isobutyl isobutyl 2-methylpropyl 2-methylpropan-1-yl
sek -butyl sek -butyl 1-methylpropyl butan-2-yl
terc -butyl terc -butyl 1,1-dimethylethyl 2-methylpropan-2-

Butyl je největší alkylový substituent a má triviální název. Předpona iso- , sec- a tert- označuje počet větví řetězce (také známé jako R I ). Iso  znamená jeden, druhý znamená dva a tert znamená tři.

Příklady

Níže jsou uvedeny varianty butylových substituentů s použitím příkladu izomerů "butylacetátu".

n -butylacetát isobutylacetát sek-butylacetát terc-butylacetát

Etymologie

S nárůstem počtu atomů uhlíku se butylový radikál stal historicky posledním, který byl pojmenován, a to bez použití řeckého účtu. Název „butyl“ pochází z anglického názvu kyseliny máselné ( anglicky  butyric acid ), která je tak pojmenována, protože je obsažena v žluklém oleji ( anglicky  butter , což zase pochází z latinského  butyrum  – olej).

Sterické vlastnosti

S rostoucím větvením se objevuje sterický požadavek butylové skupiny. Terc -butylová skupina vytváří kolem sebe sterické napětí. To může stabilizovat látku v důsledku zablokování reakčního centra, což odpovídajícím způsobem mění reakční kinetiku: urychluje nebo zpomaluje reakci. Ve většině případů k inhibici dochází v důsledku sterického odpuzování fragmentů molekuly. Ke zrychlení dochází, když terc-butyl fixuje konformaci nezbytnou pro průběh reakce .

Kotevní skupina

Jako kotevní skupinu lze použít isobutylovou i terc-butylovou skupinu. To znamená, že díky svému sterickému účinku mění konformační preference v molekule. Tak je například bráněno odpuzování volných alkylových skupin nebo je zabráněno přechodu z jedné konformace cyklohexanového kruhu na jinou. Objemný terc-butylový zbytek přednostně zůstává v ekvatoriální poloze, protože to snižuje interakce s jinými substituenty na cyklohexanovém kruhu. Za druhé, možná konformace židle se zbytkem axiální polohy v důsledku odpuzování s jinými axiálními skupinami. To je energeticky nepříznivé a rovnováha se posouvá směrem k obsazení terc-butylové skupiny rovníkové konformace.

Terc-butylový efekt

Terc-butylový substituent je velmi stericky náročný a používá se v chemii kinetické stabilizace spolu s jinými objemnými skupinami, jako je trimethylsilylová skupina. Účinek terc-butylové skupiny na průběh chemické reakce se nazývá terc-butylový efekt .

Tento efekt je ilustrován níže uvedenou Diels-Alderovou reakcí , kde terc-butylový substituent mění faktor rychlosti reakce více než 240krát ve srovnání s vodíkem jako substituentem. [jeden]

Vlastnosti přitahující elektrony

Vzhledem k různým polohám, ve kterých se butylové skupiny mohou vázat ke zbytku molekuly, vykazuje různé elektrostahovací vlastnosti. Takže mezi izomery butylového zbytku je elektronová hustota na terciárním atomu uhlíku terc -butylové skupiny největší a hustota n- butylu je nejnižší. To se projevuje zvýšením základních vlastností lithiových látek od n- butyllithia přes sek -butyllithium až po terc -butyllithium. Podobný efekt zvýšení zásaditosti existuje u řady 1-butanol, 2-butanol, terc -butanol .

Aplikace

Alkyllithium je silná organokovová báze. Dokáže deprotonovat velmi slabé kyseliny , stejně jako lithiátové látky. Jako standardní činidla jsou komerčně dostupné tři báze butyllithia: n- butyllithium, sek - butyllithium a terc -butyllithium.

Hydrogenační činidlo diisobutylaluminiumhydrid obsahuje dva isobutylové zbytky.

Poznámky

  1. ↑ Faktory ovlivňující snadnost tvorby prstenců. Vliv substituce ukotvení na rychlost intramolekulární reakce diels-olše s furan-dienem Serge Cauwberghs a Pierre J. De Clercq B. Tinant a JP Declercq Tetrahedron Letters Volume 29, Issue 20, 1988 , Pages 2493-2496 /S0040-4039(00)87916-2 .

Odkazy