Blog

Y cyfan sydd angen i chi wybod am gyfansoddion spiro

Y cyfan sydd angen i chi wybod am gyfansoddion spiro

Cyflwyniad i gyfansoddion Spiro

Mae cyfansawdd spiro yn gyfansawdd organig lle mae dau ganol beicclic yn cael eu bondio gan un atom. Mewn natur, gall strwythurau y modrwyau fod yn sylweddol yr un fath neu'n wahanol, a gelwir yr atom sy'n cysylltu y ddau gylch yn spiroatom (atom esgyrn), fel arfer Mae'n radd 4 carbon (a elwir hefyd yn garbon troellog), a gall hefyd yn silicon, ffosfforws, neu arsenig. Yn gyffredinol, atom spiro yw atom carbon cwatariol. Bydd y cyfansoddyn spiro yn defnyddio'r rhychwantau i ysgrifennu nifer y modrwyau ar wahân. Mae'r rhif cylch hefyd yn cynnwys yr atom spiro ei hun, a bydd y nifer fechan o flaen y rhif ac wedi'i wahanu gan dot.

Mae o leiaf ddau gylch mewn moleciwl yn rhannu atom carbon (mewn cyfansoddion eraill, atomau eraill, megis silicon, ffosfforws, arsenig, ac ati). Mae'r ddau gylch yn cael eu lleoli ar ddwy awyrennau perpendicwlar i'w gilydd: mae cyfansoddion spiro sy'n cael eu hailosod yn addas yn rhywiol, a gellir eu datrys yn isomers optegol (gweler isomeriaeth optegol). O ran ffurf, propadienniad H2C = C = CH2 yw'r ffi spiro symlaf, ac mae propadienniad sydd wedi'i amnewid yn briodol fel asid 1,3-propadienediic yn weithredol yn optig a gellir ei rannu'n ddau isomer optegol. corff.

Dosbarthiad

(1) Yn ôl nifer yr atomau spiro, gellir dosbarthu'r cyfansoddyn spiro yn un cyfansawdd spiro, dispiro, spiro triphlyg, a chyfansawdd aml-troellog sy'n cynnwys lluosogrwydd atomau spiro.

(2) Gellir dosbarthu'r cyfansawdd ysbiro carbocyclic a'r cyfansoddyn ysbiro heterocyclic yn ôl y math o atom sydd i'w chynnwys, a phan fo'r atom carbon sy'n cyfansoddi'r cyfansoddyn ysgafn carbocyclic yn cael ei ddisodli gan atom arall, ffurfir cyfansoddyn ysbiro heterocyclaidd.

(3) Yn ôl y math o gylch, gellir ei rannu'n gyfansoddion syriro dirlawn, annirlawn, aromatig ac alifatig.

(4) Cyfansoddion heterospirocyclic cydlynu. Gall yr atom spiro yn y cyfansoddyn spiro fod yn atom carbon neu elfennau eraill megis Si, N, P, Ge ac ati. Os yw'r atom spiro yn atom metel, mae bond cydlynol yn cael ei ffurfio ar y cyfan, a chyfeirir at y cyfansawdd hwn fel cyfansoddyn heterocyclaidd cydlynol.

Cyfansoddyn spiro polymerig

Mae'r cyfansoddyn spiro polymerig yn gyfuniad o ddau neu fwy o atomau spiro fel tair neu fwy o gylchoedd. Wrth enwi compost spiro, mae ansoddeiryn rhifiadol sy'n ychwanegu di-, tri-, tetra-, ..., ac ati i'r enw yn golygu nifer yr atomau spiro sy'n bodoli ar wahân rhwng y modrwyau. Mae'r atomau yn y cyfansoddyn spiro wedi'u rhifo'n systematig. Mae derminoleg cyfansawdd polyspirocyclic yn dechrau gyda moleciwl cylch sy'n cysylltu atom spiro, a elwir yn ffin derfynell. Gall y moleciwlau polyspirocyclic hyn gael dau neu fwy o gylchoedd terfynol a'u bod ynghlwm wrth gyfansoddyn aml-ysbocyclic. Yn eu plith, dim ond un atom troellog sy'n gysylltiedig â'i gilydd. Mae'r enwau yn y cylch terfynol yn cael ei gychwyn gan yr atom nesaf i'r atom spiro, wedi'i labelu fel y rhif 1, ac yna caiff y moleciwl ei rifo gan ddechrau gyda'r moleciwl.

Bydd dau neu fwy o gylchoedd terfynol, rhif cychwyn y cylch terfynol â dull dewis arall. Pan fydd y spiroatom cyntaf wedi'i rifo, dylai'r cyfansoddion spiro dilynol fod yn gysylltiedig â'r troelliad lleiaf posibl. Niferu. Tybiwch fod yna gyfansawdd gyda dau gylch terfynell, un gyda atomau 6 a'r llall gydag atomau 8. Dechreuir y rhifo gyda chylch o atomau 6, oherwydd ar ôl y rhifo, bydd y spiroatom yn rhif 6. Os bydd y cylch sy'n cynnwys atomau 8 yn dechrau, bydd y spiroatom yn cael ei rifo 8. Mae cyfeiriad y rhif yn cael ei bennu gan spiroatom (gan ddechrau ar y spiroatom cyntaf o'r cylch terfynol sydd eisoes wedi'i rif). Tybiwch fod yr atom falwen yn rhifo mewn un cyfeiriad, ac os yw'r rhif yn llai na'r nifer yn y cyfeiriad arall, dewisir yr atom falwen. Defnyddir y cyfeiriad gyda'r rhif llai i ddechrau'r enwi. Yn yr atom troellog dilynol, nid yw maint rhif y rhif mor bwysig. Mewn rhai achosion, bydd y ddau spiroatoms cyntaf, tair, pedwar neu fwy yn cael eu rhaglennu i'r un rhif, ni waeth pa gyfeiriad y maent wedi'u rhifo. Dewisir y cyfeiriad rhifio gan y broses rifio pan welir nifer wahanol o atomau sgriw, a dewisir cyfeiriad yr atomau troellog â rhifau is. Er enghraifft, os yw'r system rifio mewn un cyfeiriad, y nifer o bob spiroatom yw 3, 5, 7, 10, a nifer y spiroatomau yn y cyfeiriad arall yw 3, 5, 7, 9, yna cyfeiriad yr ail rif wedi'i ddewis. . Yn yr achos hwn, yng nghyfeiriad y rhif cyntaf, y rhif rhwng y ddau atom troellog yw 7 a 10, ac yn y cyfeiriad rhif arall, 7 a 9. Nid yw rhifo unrhyw atom sgriw ar ôl hynny yn bwysig, a phenderfynwyd cyfeiriad rhifo gan gyfeiriad rhif 9.

Wrth enwi modrwyau spiro lluosog, mae'r rhif cyntaf mewn rhosynnau yn nodi mai'r rhif un yw'r atom yn y cylch cyntaf agosaf at yr atom spiro. Mae'r niferoedd sy'n weddill yn cynrychioli nifer yr atomau rhwng yr atomau spiro, neu'r atomau yn y cylch terfynol. Mae pob rhif wedi'i wahanu gan gyfnod (cyfnod Saesneg). Yn yr enghraifft hon, mae yna ddau atom (rhif 1 a 2) cyn y spiroatom cyntaf (3). Nid oes atomau rhwng 3 a 4 spiroatoms, ac mae'r un peth yn wir ar gyfer spiroatoms yn 4 a 5, 5 a 6. Mae dau atom ar yr ail ffin derfynell, 6 a 5, 5 a 4, ac mae un rhwng 4 a 3.

Felly, mae'r dilyniant [2.0.0.0.2.1.1.1] ar gael. Yn yr enghraifft ar y dde, mae yna ddau spiroatoms, felly mae'r enw dispiro yn dechrau. Yn y cylch terfynell gyntaf, mae yna ddau atom, gan nodi'r enw dispiro [2. Nesaf, mae un a phedwar atom yn y ffin derfynell arall rhwng y ddau spiroatoms, gan ddatgelu yr enw dwy malwod [2.1.3 5. Ychwanegwyd yr ail spiroatom, rhif 5, fel llwybr a fydd yn dod ar draws nifer yr atomau ar ôl nifer yr atomau yn y ffin derfynell, y tro diwethaf yn ychwanegu atomau 9 a 10 rhwng 3 a 5 spiroatoms Ac yna ychwanegwch alkane sydd â'r yr un nifer o atomau o'r cyfansoddyn spiro, pwden, namedispiro [2.1.3 5. 2 3] a ddatgelir gan yr enw.

Enwau cyffredinol cyfansoddion ysbiro
Mae'r cyfansoddyn monospirocyclaidd yn pennu enw'r rhiant hydrocarbon yn ôl cyfanswm yr atomau carbon sy'n gysylltiedig â chreu ffonio; mae'r holl atomau ar y ffi spiro wedi'u rhifo yn nhrefn y cylch bach a'r lleiaf mawr a'r atomau spiro yn cael eu lleihau; yna fe'u dilynir gan frasedi sgwâr. Mae dilyniant rhifo'r cylch cyfan wedi'i nodi'n rhifol gan y nifer o atomau carbon wedi'u cyfuno rhwng yr atomau spiro perthnasol, yn ogystal â blaen y gadwyn hydrocarbon sy'n cyfateb i'r cylch cyfan; mae'r niferoedd yn cael eu gwahanu gan dot is, yn y ffurflen: malwod [a, b] alkane.

Sgriw hybrid

Mae effaith anemerig cylch heterofiral yn golygu bod dau atom electronig-gadarnhaol neu barau electronau unigol yn y cydymffurfiad i'r cyfeiriad arall i leihau momentyn dwfn y moleciwl a lleihau'r egni intramoleciwlaidd. Yn 1968, cynigiodd tîm ymchwil Descotes yn gyntaf effaith anomerig. Pan astudiwyd yr asetal beicclic, canfuwyd bod y ddau gyfansoddyn yn y ffigwr isod yn cynnwys 57% o'r cis isomer a 43% o'r trawsomer yn y cymysgedd equilibriwm yn 80 C. Roedd cymhareb cis isomer traws The Isomer yn sefydlog gydag gwahaniaeth ynni o 0.71 kJ / mol. Oherwydd effaith anomerig y cis isomer, nid yw'r trans isomer yn cael unrhyw effaith o'r fath.

Chirality

Mae gan rywfaint o gyfansoddion malwod chwenoliaeth echelol. Gall spiroatomau fod yn ganolfannau ciral, hyd yn oed pan nad oes ganddynt y pedair amnewid gwahanol sydd eu hangen i arsylwi ar gyfiawnder. Pan fydd y ddau gylch yn yr un fath, mae'r system CIP yn neilltuo blaenoriaeth uwch i ymestyn estyniad un cylch ac un cylch arall o flaenoriaeth is. Gellir ei ddefnyddio pan nad yw'r cylch yn debyg.

Gellir dosbarthu cyfansoddion cylchol trwy'r meini prawf canlynol:

• Cyfansawdd Alicyclic

Mae hwn yn gyfansoddyn organig sy'n gyfansoddyn aliphatig ac yn gyfansawdd cylchol. Maent yn cynnwys un neu ragor o fodrwyau carbocyclic dirlawn neu annirlawn, ond nid yw'r cylchoedd yn aromatig.

• Naphthenic

Yn ôl maint y cylch, gellir dosbarthu naffthenau yn fach, canolig a mawr. Ystyrir bod beicopropanau a cyclobutane yn fach. Mae cyclopentane cyffredin, cyclohexane, cycloheptane, a cyclooctane i cyclotridecane yn ganolig, ac ystyrir bod mwy yn naffthenau mawr.

Cycloolefin

Mae hwn yn hydrocarbon cylchol sydd â chysylltiad dwbl rhwng carbon a charbon carbon. Mae monoolefiniau cyclic syml yn cynnwys cyclopropen, cyclobutene, cyclopenten a cyclohexen, tra bod gan polynesau cylchol seicopropadiene, cyclobutadiene, seicopentadiene. Arhoswch. Gellir polymeru rhai olefinau cylchol, megis cyclobuteneand cyclopentene, fel monomerau i ffurfio polymerau.

• Hydrocarbon aromatig

Y hydrocarbonau aromatig symlaf a mwyaf pwysig yw bensen a'i homologau megis toluen, xylene, ethylbenzen a'r tebyg. Mewn aromatig, nid yw rhai cylchoedd aromatig yn gwbl strwythur bensen, ond caiff nitrogen, ocsigen, sylffwr ac elfennau eraill eu disodli gan yr atomau carbon ynddynt. Rydym yn galw heterocylau iddynt, megis pump yuan fel furan. Mae'r cylch yn cynnwys atom ocsigen ac mae'r pyrrole yn cynnwys atom nitrogen. Mae hwn yn cynnwys atom sylffwr ac ati.

A gellir rhannu aromatig yn:

• Hydrocarbon aromatig monocyclic
• Hydrocarbon aromatig polycyclic
Cyfeirir at y hydrocarbonau aromatig sydd â siâp cadwyn fel arena aliphatig, a hydrocarbonau aromatig aliphatig cyffredin yw toluen, ethylbenzen, styrene, ac ati.
• Cyfansawdd heterocyclaidd

Mae'n cynnwys cylch aromatig nad yw'n cynnwys ffi heterocyclic neu is-ddirprwy. Mae llawer ohonynt yn hysbys neu'n bosib carcinogensau. Y symlaf o'r cemegyn hwn yw nafftalene, gyda dau gylch aromatig, yn ogystal â chyfansoddion tricyclic ruthenium a phenanthrene.

Hydrocarbonau aromatig polycyclic yw moleciwlau niwtral, nad ydynt yn polar a geir mewn dyddodion glo a thir. Maent hefyd yn sylweddau organig gan hylosgi anghyflawn (ee, yr injan a'r llosgydd, pan fydd tanau coedwig yn y hylosgiad biomas, ac ati). Er enghraifft, fe'i cynhyrchir gan hylosgiad anghyflawn o danwyddau carbonaceous megis coed tân, siarcol pren, saim a thybaco. Darganfyddir hefyd mewn cig wedi'i chario.

Mae cyfansoddion aromatig polycyclic uwchben tri chylch yn cael hydoddedd isel a phwysau anwedd isel mewn dŵr. Pan fo'r pwysau moleciwlaidd yn cynyddu, mae pwysedd hydoddedd ac anwedd yn gostwng. Mae'r cyfansoddion aromatig bicyclic polycyclic yn cael llai o hydeddedd a phwysau anwedd. Mae cyfansoddion aromatig polysiclig felly yn cael eu canfod yn gyffredin yn y pridd ac mewn gwaddodion nag mewn dŵr ac aer. Fodd bynnag, mae cyfansoddion aromatig polycyclic yn aml yn cael eu canfod ar gronynnau sydd wedi'u hatal yn yr awyr.

Mae llawer o gyfansoddion aromatig polycyclic wedi'u diffinio fel carcinogensau. Mae adroddiadau treialon clinigol yn dangos y gall amlygiad hirdymor i grynodiadau uchel o gyfansoddion aromatig polycyclic achosi canser y croen, canser yr ysgyfaint, canser stumog a chanser yr afu. Gall cyfansoddion aromatig polycyclic ddinistrio deunydd genetig yn y corff, sbarduno twf celloedd canser a chynyddu nifer yr achosion o ganser.

Pan gynyddir y pwysau moleciwlaidd, mae carcinogenedd y cyfansawdd aromatig polycyclic hefyd yn cynyddu, ac mae'r gwenwynig llym yn gostwng. Cyfansoddyn aromatig polycyclic, Benzo [a] pyrene (Benzo [a] pyrene), oedd y carcinogen cemegol cyntaf i'w ddarganfod.

cais

Asiant ehangu polymer

Mae lliniaru cyfaint y polymer yn ystod polymerization neu solidification yn cael ei achosi gan rym van der Waals rhwng moleciwlau'r monomer yn y wladwriaeth hylif neu'r moleciwlau cadwyn hir hir heb ei chrysu, ac mae'r pellter rhwng y moleciwlau yn fawr; ar ôl polymerization neu groeslinio, mae pellteroedd bond covalent rhwng unedau strwythurol yn golygu crebachu cyfaint y polymerau yn unig. Fe grybwyllir bod crebachu weithiau'n angheuol i'r polymer, fel achosi heneiddio cyflym y polymer, dadffurfiad, a lleihau perfformiad cyffredinol. Er mwyn datrys problem lliniaru cyfaint polymerau, mae cemegwyr wedi gwneud ymdrechion di-alw, ond yn gyffredinol gall leihau yn unig a methu â dileu'r gostyngiad yn y cyfaint. Tan 1972, Bailey et al. datblygodd gyfres o gyfansoddion ysbiro a chanfuwyd bod y cyfansoddion hyn yn cael eu polymeroli. Pan nad yw'r gyfrol yn crebachu, mae'n ehangu. Mae darganfod monomerau estynedig wedi denu diddordeb llawer o wyddonwyr, ac mae llawer o ymchwil wedi cael ei wneud. Mae'r monomerau wedi'u hehangu wedi dod yn ddeunyddiau polymerau gweithredol iawn. Mae cyfansoddion strwythuredig fel spiro orthoester a spiro orthocarbonad yn monomers ehangu da ac fe'u defnyddiwyd wrth baratoi cyfansawdd cryfder uchel, rhwymwyr perfformiad uchel, deunyddiau polymer bioddiraddadwy a deunyddiau polymer meddygol. Addasiad o bolisymau cyffredinol a synthesis o oligomers â grwpiau swyddogaethol.

Electroluminescence

P'un a yw cyfansawdd organig yn allyrru goleuni ai peidio ac mae tonfedd allyriadau ysgafn ac effeithlonrwydd allyriadau ysgafn yn dibynnu'n bennaf ar y strwythur cemegol. Mae fflworoleuedd fel arfer yn digwydd mewn moleciwlau â chynlluniau anhyblyg a systemau cydlynol, sy'n gwella effaith cydlyniad electron a choplanarity y moleciwlau, sy'n fuddiol i wella effeithlonrwydd fflworoleuedd. Mae llawer o ddeunyddiau organig tywyll golau. Y prif fathau yw: spiro cylch, poli-pîn-phenylene vinylene, polythiophene, polythiadiazole a chyfansoddion cydlynu metel. Ymhlith y rhain, mae gan gyfansoddion aromatig ysbrydocyclic systemau cydgysylltiedig mawr ac anhyblygedd da a chytbwysedd, tymheredd pontio gwydr uchel a sefydlogrwydd thermol uchel. Mae'r ddyfais EL yn broses syml ac nid yw'n gofyn am offer cymhleth, felly mae'n bosibl lleihau'r gost gweithgynhyrchu yn ystod y cyfnod ac i baratoi dyfeisiau ardal fawr yn hawdd.

plaladdwyr

Nid yw'r cyfansawdd ffoni a spiro sy'n cynnwys hetero atom yn hawdd i gynhyrchu gwrthiant oherwydd eu mecanwaith gweithredu unigryw, ac maent wedi cael sylw helaeth wrth ddatblygu plaladdwyr. Er enghraifft: Rudi et al. Adroddwyd 3,9-dichloro-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane-3,9-deuocsid a sylffid Hydergen i syntheseiddio cyfansoddyn sbriro nofel, 3,9-dihydro-3,9-dithio-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphospho [5.5] dan do. Mae ei ddeilliadau yn ddosbarth newydd o bryfleiddiaid organophosffad a chwynladdwyr, a all gael gwared â mwstard, criben, ac ati o wenith, grawnfwydydd, cotwm a ffa soia yn effeithiol.