مجموعة البوتيل

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 10 صور
الموسوعة الحرة

في الكيمياء العضوية ، البيوتيل هو جذر ألكيل رباعي الكربون أو مجموعة بديلة ذات الصيغة الكيميائية العامة −C 4 H 9 ، مشتق من أحد المتماثلين ( ن - بيوتان وأيزوبيوتان) البيوتان .

يمكن أن يرتبط المتماثل n- بيوتان بطريقتين، مما يؤدي إلى ظهور مجموعتين "-بيوتيل":

  • إذا اتصلت بإحدى ذرتي الكربون الطرفيتين ، فهي بيوتيل عادية أو بيوتيل عادي : −CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 3 (الاسم المفضل وفقًا لتسمية IUPAC: بيوتيل )
  • إذا اتصلت بإحدى ذرات الكربون غير الطرفية (الداخلية)، فهي بيوتيل ثانوي أو بيوتيل ثانوي : −CH(CH 3 )−CH 2 −CH 3 (الاسم المفضل وفقًا لتسمية IUPAC: بيوتان-2-يل)

يمكن أن يرتبط المتماثل الثاني للبيوتان، وهو الإيزوبيوتان، بطريقتين أيضًا، مما يؤدي إلى ظهور مجموعتين إضافيتين:

  • إذا اتصلت بواحدة من ذرات الكربون الطرفية الثلاث، فإنها تكون أيزوبوتيل : −CH 2 −CH(CH 3 ) 2 (الاسم المفضل وفقًا لتسمية IUPAC: 2-ميثيل بروبيل)
  • إذا اتصلت عند ذرة الكربون المركزية، فهي بيوتيل ثالثي ، أو بيوتيل ثالثي، أو بيوتيل ثالثي : −C(CH 3 ) 3 (الاسم المفضل وفقًا لتسمية IUPAC: بيوتيل ثالثي)

التسمية

وفقًا لتسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) ، كانت أسماء "أيزوبوتيل" و" ثانوي -بوتيل" و" ثالثي -بوتيل" تُعتبر أسماءً مُحتفظًا بها. إلا أن التوجيهات الأخيرة غيّرت ذلك، حيث يُحتفظ فقط باسم "ثالثي -بوتيل" كبادئة مُفضّلة، وتُحذف جميع أسماء البيوتيل الأخرى. [ 1 ] في اصطلاح الصيغ الهيكلية ، يُشير كل نهاية سطر وكل تقاطع أسطر إلى ذرة كربون (ما لم يُذكر خلاف ذلك) مُشبعة بذرات هيدروجين مرتبطة برابطة أحادية (ما لم يُذكر خلاف ذلك). يُشير الرمز "R" إلى أي جذر حر أو مجموعة وظيفية غير مُحددة.

الصيغة الهيكلية لمركب البيوتيل (متصل هنا بمجموعة R)الاسم الشائعالاسم المفضل وفقًا لتسمية IUPACتدوين بديلالاسم المنهجي الكاملرمز
ن -بيوتيلبوتيلبوتيلبوتان-1-يلبو، ن -بو، ن بو، ن بو
سيك -بيوتيلبوتان-2-يل1-ميثيل بروبيلبوتان-2-يلs -Bu, s Bu, s Bu
أيزوبوتيل، أيزو -بيوتيل2-ميثيل بروبيل2-ميثيل بروبيل2-ميثيل بروبان-1-يلأنا -بو، أنا بو، أنا بو
ثالثي بوتيلثالثي بوتيل1،1-ثنائي ميثيل إيثيل2-ميثيل بروبان-2-يلتي -بو، تي بو، تي بو

يُعد البيوتيل أكبر بديل يتم استخدام أسماء شائعة له لجميع المتصاوغات.

تُسمى ذرة الكربون في مجموعة البوتيل المتصلة ببقية الجزيء (R) بذرة الكربون R1 أو R-prime. تشير البادئتان sec (من "ثانوي") و tert (من "ثالثي") إلى عدد السلاسل الجانبية الإضافية (أو ذرات الكربون) المتصلة بذرة الكربون الأولى في البوتيل. أما البادئة "iso " فتعني "معزول"، بينما تشير البادئة " n- " إلى "عادي".

مجموعة بيوتان-2-يل ( ثانوي -بيوتيل) هي مجموعة كيرالية . ذرة الكربون في الموضع 2 هي مركز فراغي . ترتبط بها أربع مجموعات مختلفة: -H ، -CH₃ ، -CH₂ - CH₃ ، و- R (المجموعة R لا تساوي أيًا من هذه المجموعات الثلاث). اسما المجموعتين الكيراليتين هما: (2S ) -بيوتان-2-يل و(2 R ) - بيوتان-2-يل.

أمثلة

تُظهر المتصاوغات الأربعة (مع إهمال المتصاوغات الفراغية ) لـ " أسيتات البوتيل " هذه التكوينات المتصاوغة الأربعة. هنا، يظهر جذر الأسيتات في كل موضع من المواضع التي يُستخدم فيها الرمز "R" في الجدول أعلاه:

أسيتات البوتيلأسيتات سيك-بيوتيلأسيتات الأيزوبوتيلأسيتات ثالثي بوتيل

أسيتات سيك -بيوتيل هي مادة كيرالية، ولها مركز فراغي واحد، ومتماثلان ضوئيان . أسماء المتماثلين الضوئيين هي:

  • أسيتات [( 2S )-بيوتان-2-يل]، أسيتات (+)- ثانوي -بيوتيل
  • أسيتات [( 2R )-بيوتان-2-يل]، أسيتات (−)- ثانوي -بيوتيل

لذلك، بالنسبة لأسيتات البوتيل، فإن العدد الإجمالي للمتزامرات هو خمسة، إذا تم تضمين المتزامرات الفراغية.

أصل الكلمة

Alkyl radicals are often considered as a series, a progression sequenced by the number of carbon atoms involved. In that progression, Butyl (containing 4 carbon atoms) is the fourth, and the last with preferred IUPAC name derived from its history. The word "butyl" is derived from butyric acid, a four-carbon carboxylic acid found in rancidbutter. The name "butyric acid" comes from Latinbutyrum, butter. Subsequent preferred IUPAC names for alkyl radicals in the series are simply named from the Greek number that indicates the number of carbon atoms in the group: pentyl, hexyl, heptyl, etc.

tert-Butyl "effects"

tert-Butyl group is special because it is bulky and it lacks alpha-H atoms. One way to assess the bulkiness of tert-Butyl uses the concept of ligand cone angle.[2]

Cone angles of common phosphine ligands
LigandAngle (°)
PH387
P(CH3)3118
P(CH2CH3)3132
P(C6H5)3145
P(cyclo-C6H11)3179
P(t-Bu)3182

The bulkiness of the tert-butyl substituent is used in chemistry for kinetic stabilization. The effect of the tert-butyl group on cyclization reactions is called the Thorpe–Ingold effect.[3]

تأثير ثالثي بوتيل
tert-Butyl effect

The tert-butyl effect is an example of steric hindrance.

Di-tert-butyl chromate is a rare example of a stable chromate ester.

tert-Butyl groups lack alpha-hydrogen atoms. This aspect stabilizes di-tert-butyl chromate. Otherwise alpha-H's are abstracted by Cr(VI).[4][5]

Protection and deprotection

A tert-butyl (tBu) ether is an acid-labile protecting group for alcohols.[6]

A traditional way to introduce the tBu group to a hydroxyl group is by treating the compound with isobutylene in the presence of a Brønsted acid or Lewis acid.[7][8]

Various acids can be used to cleave the tBu group, including both Brønsted acids such as trifluoroacetic acid and Lewis acids such as titanium tetrachloride.[6]

References

  1. ↑Favre, Henri A.; Powell, Warren H. (2013-12-05). Nomenclature of Organic Chemistry. The Royal Society of Chemistry. doi:10.1039/9781849733069. ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ↑Tolman, C. A. (1977). "Steric Effects of Phosphorus Ligands in Organometallic Chemistry and Homogeneous Catalysis". Chem. Rev.77 (3): 313–48. doi:10.1021/cr60307a002.
  3. ↑Factors affecting ease of ring formation. The effect of anchoring substitution on the rate of an intramolecular diels-alder reaction with furan-diene Serge Cauwberghs and Pierre J. De Clercq B. Tinant and J. P. Declercq Tetrahedron Letters Volume 29, Issue 20, 1988, Pages 2493-2496 doi:10.1016/S0040-4039(00)87916-2
  4. ↑Freeman, Fillmore (2001-04-15), "Di-tert-butyl Chromate", Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley & Sons, Ltd, doi:10.1002/047084289x.rd059m, ISBN 978-0471936237
  5. ↑Richer, Jean-Claude; Hachey, Jean-Marie (1975). "Esters Chromiques Dérivés d'Alcools Tertiaires". Canadian Journal of Chemistry. 53 (20): 3087–3093. doi:10.1139/v75-438.
  6. 12Wuts, P. G. M.; Greene, T.W. (2006). Greene's Protective Groups in Organic Synthesis. NY: J. Wiley. doi:10.1002/0470053488. ISBN 9780470053485.
  7. ^ ميشيلي، روبرت أ. هوجوس، زولتان ج؛ كوهين، نوال؛ باريش، ديفيد ر. بورتلاند، لويس أ؛ سيامانا، فيرنر؛ سكوت، ميليندا أ. ويرلي، بيوس أ. (مارس 1975). "التوليفات الكاملة للستيرويدات 19-نور النشطة بصريًا. (+)-Estr-4-ene-3,17-dione و (+)-13.beta.-ethylgon-4-ene-3,17-dione" . مجلة الكيمياء العضوية . 40 (6): 675-681 . دوى : 10.1021/jo00894a003 . ISSN 0022-3263 . 
  8. ↑ "وقائع الجمعية الكيميائية. يوليو 1961" . وقائع الجمعية الكيميائية (يوليو): 249. 1 يناير 1961. doi : 10.1039/PS9610000229 . ISSN 0369-8718 .