مجموعة البوتيل

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ 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

تُعتبر جذور الألكيل عادةً سلسلةً، أي تسلسلًا مُرتبًا حسب عدد ذرات الكربون المُشاركة. في هذا التسلسل، يُعدّ البيوتيل (الذي يحتوي على 4 ذرات كربون) الرابع والأخير، ويحمل اسمًا مُفضلاً وفقًا لتسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) مُستمدًا من تاريخه. كلمة "بيوتيل" مُشتقة من حمض البيوتيريك ، وهو حمض كربوكسيلي رباعي الكربون يوجد في الزبدة المُتزنخة . اسم "حمض البيوتيريك" مُشتق من الكلمة اللاتينية butyrum ، والتي تعني الزبدة . أما الأسماء المُفضلة اللاحقة لجذور الألكيل في هذه السلسلة، فتُسمى ببساطة من الرقم اليوناني الذي يُشير إلى عدد ذرات الكربون في المجموعة: بنتيل ، هيكسيل ، هيبتيل ، إلخ.

تأثيرات ثالثي بوتيل

تتميز مجموعة ثالثي بوتيل بحجمها الكبير وافتقارها لذرات الهيدروجين ألفا. إحدى طرق تقييم حجم مجموعة ثالثي بوتيل هي استخدام مفهوم زاوية المخروط للرابطة . [ 2 ]

زوايا المخروط لروابط الفوسفين الشائعة
الليجاندالزاوية (°)
PH 387
P(CH 3 ) 3118
P(CH 2 CH 3 ) 3132
P(C 6 H 5 ) 3145
P(cyclo-C 6 H 11 ) 3179
P( t -Bu) 3182

يُستخدم حجم مجموعة ثالثي بوتيل في الكيمياء لتحقيق الاستقرار الحركي . ويُطلق على تأثير مجموعة ثالثي بوتيل على تفاعلات التكوير اسم تأثير ثورب-إنجولد . [ 3 ]

تأثير ثالثي بوتيل
تأثير ثالثي بوتيل

يُعد تأثير ثالثي بوتيل مثالاً على الإعاقة الفراغية .

يُعد ثنائي ثالثي بوتيل الكرومات مثالاً نادراً على إستر الكرومات المستقر .

تفتقر مجموعات ثالثي بوتيل إلى ذرات الهيدروجين ألفا. هذا الجانب يُثبّت كرومات ثنائي ثالثي بوتيل . وإلا، فإن ذرات الهيدروجين ألفا تُنتزع بواسطة الكروم سداسي التكافؤ. [ 4 ] [ 5 ]

الحماية وإزالة الحماية

يُعد إيثر ثالثي بوتيل ( tBu ) مجموعة حماية حساسة للأحماض للكحولات. [ 6 ]

تتمثل إحدى الطرق التقليدية لإدخال مجموعة tBu إلى مجموعة الهيدروكسيل في معالجة المركب بالإيزوبوتيلين في وجود حمض برونستد أو حمض لويس . [ 7 ] [ 8 ]

يمكن استخدام أحماض مختلفة لفصل مجموعة tBu ، بما في ذلك أحماض برونستد مثل حمض ثلاثي فلورو أسيتيك وأحماض لويس مثل رابع كلوريد التيتانيوم . [ 6 ]

مراجع

  1. ↑ فافر، هنري أ.؛ باول، وارن هـ. (2013-12-05). تسمية الكيمياء العضوية . الجمعية الملكية للكيمياء. doi : 10.1039/9781849733069 . ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ↑ تولمان، سي إيه (1977). "التأثيرات الفراغية لروابط الفوسفور في الكيمياء العضوية الفلزية والحفز المتجانس". مجلة الكيمياء 77 (3): 313-48 . doi : 10.1021/cr60307a002 .
  3. ↑ العوامل المؤثرة على سهولة تكوين الحلقة. تأثير استبدال التثبيت على معدل تفاعل ديلز-ألدر داخل الجزيء مع فوران-ديين. سيرج كوبيرغز وبيير جيه. دي كليرك، بي. تينانت وجيه بي دي كليرك. رسائل رباعي السطوح، المجلد 29، العدد 20، 1988 ، الصفحات 2493-2496. doi : 10.1016/S0040-4039(00)87916-2
  4. ↑ فريمان، فيلمور (15-04-2001)، "كرومات ثنائي ثالثي بوتيل"، موسوعة الكواشف للتخليق العضوي ، جون وايلي وأولاده المحدودة، doi : 10.1002/047084289x.rd059m ، ISBN 978-0471936237
  5. ^ ريتشر ، جان كلود. هاشي، جان ماري (1975). "Esters Chromiques Dérivés d'Alcools Tertiaires". المجلة الكندية للكيمياء . 53 (20): 3087-3093 . دوى : 10.1139 / v75-438 .
  6. 1 2 ووتس، بي جي إم؛ غرين، تي دبليو (2006). مجموعات الحماية لغرين في التخليق العضوي . نيويورك: جون وايلي. 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 .