Cyklobutan - Bicyclobutane

Cyklobutan
Bicyclobutane-2.svg
Jména
Název IUPAC
Bicyklo [1.1.0] butan
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Vlastnosti
C4H6
Molární hmotnost54.092 g · mol−1
Vzhledbezbarvý plyn
Bod varu8,3 ± 0,2 ° C
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Cyklobutan je organická sloučenina se vzorcem C.4H6. Je to bicyklická molekula skládající se ze dvou cis -fúzovaný cyklopropan a je to bezbarvý a snadno kondenzovaný plyn.[1] Bicyclobutane je známý jako jeden z nejvíce napjatý sloučeniny, které lze izolovat ve velkém měřítku - jeho kmenová energie se odhaduje na 63,9 kcal mol−1. Je to neplanární molekula s a vzepětí úhel mezi dvěma cyklopropanovými kruhy 123 °.[2]

První uváděný bicyklobutan byl karboxyethylový derivát, C4H5CO2Et, kterou připravil dehydrohalogenace odpovídající bromcyklobutankarboxylát ester s hydrid sodný.[2] Výchozí uhlovodík byl připraven z 1-brom-3-chlorcyklobutanu přeměnou esteru bromcyklobutankarboxylátu,[1] následuje intramolekulární Wurtzova spojka pomocí roztaveného sodík.[3] Meziprodukt 1-brom-3-chlorcyklobutan lze také připravit modifikovaným způsobem Hunsdieckerova reakce z 3-chlorcyklobutankarboxylové kyseliny za použití oxid rtuťnatý a bróm:[4]

Wurtzova reakce Cyklobutanová syntéza.svg

Syntetický přístup k bicyklobutanu deriváty zahrnuje uzavření kruhu vhodně substituovaného 2-brom-l- (chlormethyl) cyklopropanu s hořčíkem v THF.[5]

Stereochemické důkazy naznačují, že bicyklobutan prochází termolýza tvořit 1,3-butadien s aktivační energie 41 kcal mol−1 přes a koordinovaně pericyklický mechanismus (cykloverze, [σ2s + σ2a]).[6]

Biologická syntéza

Několik výzkumných skupin hlásilo úspěch při syntéze molekul obsahujících bicyklobutan pomocí enzymů v živých buňkách. Jedna skupina ohlásila transformaci kyselina linolenová do bicyklobutanové mastné kyseliny prostřednictvím proteinu produkovaného kmenem sinic Anabaena sp. (kmen PCC 7120).[7] Druhá skupina uvedla přístup řízené evoluce, kdy byl vytvořený hemový protein exprimován v E. coli a úspěšně optimalizován pro zvýšenou rychlost a výtěžek biosyntézy substituovaného bicyklobutanového derivátu.[8]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Wiberg, K. B.; Lampman, G. M .; Ciula, R. P .; Connor, D. S .; Schertler, P .; Lavanish, J. (1965). „Bicyklo [1.1.0] butan“. Čtyřstěn. 21 (10): 2749–2769. doi:10.1016 / S0040-4020 (01) 98361-9.
  2. ^ A b Wiberg, K. B. (1968). „Malý prsten na kole [n.m.0] alkany ". V Hart, H .; Karabatsos, G. J. (eds.). Pokroky v alicyklické chemii. 2. Akademický tisk. 185–254. ISBN  9781483224213.
  3. ^ Lampman, Gary M .; Aumiller, James C. (1971). „Bicyklo [1.1.0] butan“. Org. Synth. 51: 55. doi:10.15227 / orgsyn.051.0055.; Sb. Sv., 6, str. 133
  4. ^ Lampman, Gary M .; Aumiller, James C. (1971). „Hunsdieckerova reakce modifikovaná oxidem rtuťnatým: 1-brom-3-chlorcyklobutan“. Org. Synth. 51: 106. doi:10.15227 / orgsyn.051.0106.; Sb. Sv., 6, str. 179
  5. ^ D'yachenko, A. I .; Abramova, N. M .; Zotova, S. V .; Nesmeyanova, O. A .; Bragin, O. V. (1985). "Nová syntéza bicyklo [1.1.0] butanových uhlovodíků". Věstník Akademie věd SSSR. 34 (9): 1885–1889. doi:10.1007 / BF00953929.
  6. ^ Woodward, Robert B.; Hoffmann, Roald (1969). „Zachování orbitální symetrie“. Angewandte Chemie International Edition. 8 (11): 781–853. doi:10,1002 / anie.196907811.
  7. ^ Schneider, Claus; Niisuke, Katrin; Boeglin, William E .; Voehler, Markus; Stec, Donald F .; Porter, Ned A .; Brash, Alan R. (2007-11-27). „Enzymatická syntéza bicyklobutanové mastné kyseliny pomocí hemoprotein-lipoxygenázového fúzního proteinu z cyanobakterie Anabaena PCC 7120“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (48): 18941–18945. Bibcode:2007PNAS..10418941S. doi:10.1073 / pnas.0707148104. ISSN  1091-6490. PMC  2141887. PMID  18025466.
  8. ^ Chen, Kai; Huang, Xiongyi; Kan, S. B. Jennifer; Zhang, Ruijie K .; Arnold, Frances H. (6. dubna 2018). „Enzymatická konstrukce vysoce namáhaných karbocyklů“. Věda. 360 (6384): 71–75. Bibcode:2018Sci ... 360 ... 71C. doi:10.1126 / science.aar4239. ISSN  1095-9203. PMC  6104391. PMID  29622650.