的叔丁基或叔丁基是具有烷基或取代的-C(CH式3)3和由异丁烷衍生的。前缀tert-来自叔,因为该基团与分子结合的中心碳原子是叔的(3rd);也就是说,它与其他三个碳形成键。
叔丁基可能是最重要的丁基,高于异丁基,正丁基和仲丁基。这一事实归因于其体积大,增加了影响分子参与化学反应方式的空间位阻。
叔丁基。资料来源:Pngbot通过Wikipedia。
在上图中,表示与侧链R连接的叔丁基。该链可以由碳和脂族骨架(尽管也可以是芳族,Ar),有机官能团或杂原子组成。
叔丁基类似于风扇叶片或三趾脚。当其包含分子的大部分结构时,如叔丁醇的情况,则称该化合物衍生自该化合物。相反,如果它只是分子的一部分或片段,那么它就是取代基。
命名和培训
由异丁烷形成叔丁基。资料来源:GabrielBolívar,来自Mol View。
首先,阐明了该基团被称为叔丁基的原因。但是,这是众所周知的通用名称。
它的名称受旧的系统命名法控制,目前也受IUPAC命名法控制,是1,1-二甲基乙基。在上图的右侧,我们列出了碳,可以确实看到两个甲基与碳1连接。
据说叔丁基还衍生自异丁烷,异丁烷是丁烷的最分支和对称的结构异构体。
从异丁烷(图的左侧)开始,中心的第三个碳必须失去唯一的氢原子(红色圆圈),破坏其CH键,这样才能形成叔丁基自由基·C(CH 3)3。当该基团设法与分子或侧链R(或Ar)结合时,它成为取代基或叔丁基。
以此方式,至少在纸上,获得具有通式RC(CH 3)3或Rt-Bu的化合物。
结构与特点
叔丁基是烷基,这意味着它衍生自仅由CC和CH键组成的烷烃。因此,它是疏水的和非极性的。但是这些并不是其最突出的特征。这是一个占据太多空间的基团,它体积庞大,并且因为具有三个连接在一起的3个CH 3基团(它们本身很大)也就不足为奇了。
–C(CH 3)3的每个CH 3旋转,振动,并通过伦敦的分散力使其分子环境相互作用。不足一个的话,有三个CH 3旋转,就好像它们是扇叶一样,与其他取代基相比,整个叔丁基非常庞大。
结果,出现恒定的位阻;也就是说,两个分子相遇并有效相互作用的空间困难。叔丁基影响机理和化学反应的进行方式,而这种方式将试图以使空间位阻最小的方式发生。
例如,接近–C(CH 3)3的原子将不易发生取代反应;CH 3将阻止想要结合到分子中的分子或基团接近。
除了已经提到的以外,叔丁基还倾向于引起熔点和沸点的降低,这反映了较弱的分子间相互作用。
叔丁基的例子
下面将讨论存在叔丁基的化合物的一系列实例。这些可以简单地通过改变式RC(CH 3)3中的R的标识来获得。
卤化物
用卤素原子代替R,我们得到叔丁基卤化物。因此,我们有它们各自的氟化物,氯化物,溴化物和碘化物:
-FC(CH 3)3
-氯仿(CH 3)3
-溴化碳(CH 3)3
-IC(CH 3)3
其中,ClC(CH 3)3和BrC(CH 3)3是最著名的,分别是有机溶剂和其他氯化和溴化有机化合物的前体。
叔丁醇
叔丁醇,(CH 3)COH或叔丁醇,是衍生自叔丁基的另一个最简单的例子,叔丁基也由所有最简单的叔醇组成。它的沸点为82℃,而异丁醇的沸点为108℃。这表明了这一大群的存在如何对分子间的相互作用产生负面影响。
次氯酸叔丁酯
对于次氯酸盐,OCL将R代-或C10 - ,我们有化合物terbutyl次氯酸盐,(CH 3)3氯化钴,其中突出其共价键氯化钴。
异氰酸叔丁基
异丁基叔丁基的结构式。资料来源:Edgar181 /公共领域
现在用R代替异氰酸酯,NC或-N≡C,我们得到的是叔丁基异氰酸酯化合物(CH 3)3 CNC或(CH 3)3C -N≡C。在上图中,我们可以看到其结构式。在其中,叔丁基像扇子或三趾腿在肉眼中突出,并且可以与异丁基(Y形)混淆。
乙酸叔丁酯
乙酸叔丁酯的结构式。资料来源:Edgar181 /公共领域
我们还有乙酸叔丁酯CH 3 COOC(CH 3)3(上图),可以通过用R代替乙酸酯基团获得。叔丁基开始失去结构优先权,因为它与一个含氧基团相连。
二丁酯
二叔丁基醚的结构式。资料来源:英语维基百科的Wolfmankurd。/ 公共区域
二叔丁基醚(上图)不再用式RC(CH 3)3描述,因此在这种情况下,叔丁基仅充当取代基。该化合物的式为(CH 3)3 COC(CH 3)3。
注意,在结构上,两个基团或叔丁基取代基类似两个分支,其中OC键是它们的分支。有两条三趾腿的氧气。
到目前为止,所举的例子是液体化合物。最后两个将是可靠的。
布洛非嗪
buprofezine的结构式。资料来源:Meodipt /公共领域
在上方的图像中,我们看到了杀虫剂丁苯丙酸的结构,在最右边可以看到叔丁基的“腿”。在底部,我们也有异丙基。
阿伏苯宗
阿伏苯宗的结构式。资料来源:Fvasconcellos(谈话•贡献)/公共领域
最后,我们有阿伏苯宗,它是防晒剂中的一种成分,因为它具有吸收紫外线的能力。同样,叔丁基由于其与腿的相似性而位于结构的右侧。
在许多有机和药物化合物中,叔丁基是一个太常见的基团。它的存在改变了分子与周围环境相互作用的方式,因为它体积很大。因此,它会排斥所有非脂族或非极性物质,例如生物分子的极性区域。
参考文献
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