В контексте органических молекул арил представляет собой любую функциональную группу или заместитель, производный от ароматического кольца , обычно ароматический углеводород , такой как фенил и нафтил . [1] «Арил» используется для сокращения или обобщения, а «Ar» используется в качестве заместителя для арильной группы на диаграммах химической структуры, аналогично «R», используемому для любого органического заместителя. «Ar» не следует путать с символом элемента аргона .
Простая арильная группа - это фенил (с химической формулой C 6 H 5 ), группа, производная от бензола . Примеры других арильных групп включают:
- Толильная группа, CH 3 C 6 H 4 , которая является производным толуола (метилбензола)
- Ксилил группы, (СН 3 ) 2 С 6 Н 3 , который получен из ксилола (ксилол)
- Нафтил группу, С 10 Н 8 , который является производным от нафталина
Арилирование - это процесс, в котором арильная группа присоединяется к заместителю. Обычно это достигается реакциями кросс-сочетания .
Номенклатура [ править ]
Самая основная арильная группа - это фенил , который состоит из бензольного кольца с одним атомом водорода, замещенным некоторым заместителем, и имеет молекулярную формулу C 6 H 5 -. Обратите внимание, что фенильные группы отличаются от бензильных групп , которые состоят из фенильной группы, присоединенной к метильной группе, и имеют молекулярную формулу C 6 H 5 CH 2 -. [2]
Чтобы назвать соединения, содержащие фенильные группы, фенильную группу можно рассматривать как исходный углеводород и обозначать суффиксом «-бензол». Альтернативно, фенильную группу можно рассматривать как заместитель, описываемый в названии как «фенил». Обычно это делается, когда группа, присоединенная к фенильной группе, состоит из шести или более атомов углерода. [3]
В качестве примера рассмотрим гидроксильную группу, связанную с фенильной группой. В этом случае, если в качестве исходного углеводорода взять фенильную группу, соединение будет называться гидроксибензолом. В качестве альтернативы и чаще гидроксильная группа может быть принята в качестве родительской группы (а фенильная группа - в качестве заместителя), что дает более знакомое название фенол .
Реакции [ править ]
Электрофильное ароматическое замещение [ править ]
Бензольные кольца имеют делокализованную пи-систему электронов, которая создает области с высоким отрицательным зарядом. Это делает ароматические соединения более подверженными атакам электрофильных реагентов. Однако из-за высокой стабильности бензольных колец они будут реагировать только с высокореактивными электрофилами и будут подвергаться только реакциям замещения (но не реакциям присоединения ). Необычная стабильность бензола объясняется его способностью делокализовать заряды за счет резонанса. Электрофильное ароматическое замещение бензола происходит в два основных этапа: электрофильная атака и потеря протонов. На изображении ниже представлен общий механизм реакции электрофильного ароматического замещения.
Пример такой реакции - между бромом и бензолом. В этой реакции атом брома замещает атом водорода в бензольном кольце, давая бромбензол , арилгалогенид. Однако из-за инертной природы бензола необходим катализатор, такой как хлорид алюминия. [4] Формула этой реакции:
- C 6 H 6 + 0,5 Br 2 → C 6 H 5 Br
Галоген-металлический обмен арилгалогенидов [ править ]
Металлоорганические соединения - это соединения, которые имеют связь между углеродом и атомом металла.
Посредством обмена металл-галоген атом галогена в атоме арилгалогенида может быть заменен на атом металла с использованием металлоорганического реагента. Примером такой реакции является реакция между бромбензолом и литийорганическим реагентом, при которой происходит нуклеофильная атака катиона лития на бром. Формула такой реакции:
- C 6 H 5 Br + C 4 H 10 Li → C 6 H 5 Li + C 4 H 10 Br
Реакция может происходить, поскольку бензол имеет более высокую кислотность по сравнению с бутаном, что можно объяснить стабильностью карбаниона после того, как молекула теряет протон. Литий-фенильный комплекс (C 6 H 5 Li) может лучше делокализовать отрицательный заряд, резонируя его вокруг бензольного кольца; тогда как в литий-бутиловом комплексе (C 4 H 10 Li) молекула не способна к такому резонансу и дополнительно дестабилизируется из-за того, что отрицательный заряд помещен на первичный углерод. [4] Следовательно, можно наблюдать образование литий-фенильного комплекса.
См. Также [ править ]
- Алкил
- Арилуглеводородный рецептор , мишень для диоксинов в организме [5]
- Арилокси группа
- Соединение арена
Ссылки [ править ]
- ^ IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) " арильные группы ". DOI : 10,1351 / goldbook.A00464
- ^ Кэри, Фрэнсис; Сандберг, Ричард (2008). Продвинутая органическая химия, часть A: структура и механизмы (5-е изд.). Springer.
- ^ IUPAC, Комиссия по номенклатуре органической химии (1993). Руководство по номенклатуре органических соединений ИЮПАК (Рекомендации 1993 г.) . Научные публикации Блэквелла. Архивировано из оригинала на 2014-02-08 . Проверено 26 октября 2017 г. - через acdlabs.com.
- ^ a b Клейден, Джонатан; Гривс, Ник; Уоррен, Стюарт (2012). Органическая химия, 2-е издание . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-927029-3.
- ^ Bock KW, Köhle C (2006). «Ah-рецептор: токсические реакции, опосредованные диоксином, как намек на нарушение регуляции физиологических функций». Biochem. Pharmacol . 72 (4): 393–404. DOI : 10.1016 / j.bcp.2006.01.017 . PMID 16545780 .
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с арильными группами на Викискладе?
