Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фенильная радикальная группа

В области органической химии , в фенильной группе , или фенильным кольцом , представляет собой циклическую группу атомов с формулой С 6 Н 5 . Фенильные группы тесно связаны с бензолом и могут рассматриваться как бензольное кольцо без водорода, которое может быть заменено каким-либо другим элементом или соединением, служащим функциональной группой . Фенильные группы имеют шесть атомов углерода, связанных вместе в гексагональное плоское кольцо, пять из которых связаны с отдельными атомами водорода, а оставшийся углерод связан с заместителем . Фенильные группы - обычное дело в органической химии . [1]Хотя фенильные группы часто изображаются с чередующимися двойными и одинарными связями, они являются химически ароматическими и имеют одинаковую длину связи между атомами углерода в кольце. [1] [2]

Номенклатура [ править ]

Обычно «фенильная группа» является синонимом C 6 H 5 - и представлена ​​символом Ph или, архаично, Φ . Бензол иногда обозначают как PhH. Фенильные группы обычно присоединены к другим атомам или группам. Например, трифенилметан (Ph 3 CH) имеет три фенильные группы, присоединенные к одному и тому же углеродному центру. Многие или даже большинство фенильных соединений не описываются термином «фенил». Например, хлорпроизводное C 6 H 5 Cl обычно называют хлорбензолом , хотя его можно было бы назвать фенилхлоридом. В особых (и редких) случаях обнаруживаются изолированные фенильные группы: фенильный анион (C 6H 5 - ), фенильный катион (C 6 H 5 + ) и фенильный радикал (C 6 H 5 • ).

Хотя Ph и фенил однозначно обозначают C 6 H 5 , замещенные производные также описаны с использованием фенильной терминологии. Например, O 2 NC 6 H 4 представляет собой нитрофенил, а F 5 C 6 представляет собой пентафторфенил. Монозамещенные фенильные группы (то есть дизамещенные бензолы) связаны с реакциями электрофильного ароматического замещения, и продукты следуют схеме замещения арена . Итак, данное замещенное фенильное соединение имеет три изомера: орто (1,2-дизамещение), мета (1,3-дизамещение) и пара(1,4-дизамещение). Дизамещенное фенильное соединение (тризамещенный бензол) может быть, например, 1,3,5-тризамещенным или 1,2,3-тризамещенным. Более высокие степени замещения, примером которых является пентафторфенильная группа, существуют и названы в соответствии с номенклатурой IUPAC.

Этимология [ править ]

Фенил происходит от французского слова phényle , которое, в свою очередь, происходит от греческого φαίνω ( phaino ), «сияющий», поскольку первые названные фенильные соединения были побочными продуктами производства и очистки различных газов, используемых для освещения . [3] По словам Макмерри, «это слово происходит от греческого pheno (« я несу свет »), ознаменовавшего открытие Майклом Фарадеем в 1825 году бензола из маслянистого осадка, оставшегося от осветительного газа, используемого в лондонских уличных фонарях». [4]

Структура, связь и характеристика [ править ]

Фенильные соединения являются производными бензола (C 6 H 6 ), по крайней мере, концептуально и часто с точки зрения их производства. По своим электронным свойствам фенильная группа относится к винильной группе . Обычно ее считают индуктивно удаляющей группой (- I ) из-за более высокой электроотрицательности sp 2 атомов углерода и резонансной донорной группой (+ M ) из-за способности ее π-системы отдавать электронную плотность, когда возможно сопряжение. . [5] Фенильная группа гидрофобна.. Фенильные группы имеют тенденцию сопротивляться окислению и восстановлению. Фенильные группы (как и все ароматические соединения) обладают повышенной стабильностью по сравнению с эквивалентным связыванием в алифатических (неароматических) группах. Эта повышенная стабильность обусловлена ​​уникальными свойствами ароматических молекулярных орбиталей . [2]

Длина связи между атомами углерода в фенильной группе составляет приблизительно 1,4  Å . [6]

В 1 H- ЯМР- спектроскопии протоны фенильной группы обычно имеют химический сдвиг около 7,27 м.д. На эти химические сдвиги влияет ток ароматического кольца, и они могут изменяться в зависимости от заместителей.

Подготовка, возникновение и приложения [ править ]

Фенильные группы обычно вводятся с использованием реагентов, которые действуют как источники фенильного аниона или фенильного катиона. Типичные реагенты включают фениллитий (C 6 H 5 Li) и бромид фенилмагния (C 6 H 5 MgBr). Электрофилы атакуют бензол с образованием фенильных производных:

С 6 Н 6 + Е + → С 6 Н 5 Е + Н +

где E + («электрофил») = Cl + , NO 2 + , SO 3 . Эти реакции называются электрофильными ароматическими замещениями .

  • Типичные соединения, содержащие фенильные группы

  • Аторвастатин (липитор) , препарат-блокбастер, содержащий две фенильные и одну п- фторфенильную группы. Он используется для снижения уровня холестерина у людей с гиперхолестеринемией .

  • Фексофенадин (Allegra, Телфаст) , еще один блокбастер препарат, который показывает дифенилметиловую группу, а также р - фенилен (С 6 Н 4 ) группой. Это антигистаминное средство, используемое для лечения аллергии .

  • Фенилаланин , распространенная аминокислота.

  • Бифенил , состоящий из двух фенильных групп. Два кольца не могут быть копланарными.

  • Хлорбензол (или фенилхлорид), растворитель.

Фенильные группы присутствуют во многих органических соединениях, как природных, так и синтетических (см. Рисунок). Среди натуральных продуктов наиболее распространена аминокислота фенилаланин , которая содержит фенильную группу. Основным продуктом нефтехимической промышленности является « БТК », состоящий из бензола, толуола и ксилола, которые являются строительными блоками для фенильных соединений. Полимера полистирола получают из фенил-содержащий мономер , и должен его свойства жесткости и гидрофобности фенильных групп. Многие лекарства, а также многие загрязнители содержат фенильные кольца. Одним из простейших фенилсодержащих соединений является фенол C 6 H 5.ОЙ. Часто говорят, что резонансная стабильность фенола делает его более сильной кислотой, чем у алифатических спиртов, таких как этанол ( p K a = 10 против 16–18). Тем не менее, существенный вклад является больше электроотрицательность из зр 2 альфа - углерода в фенола по сравнению с зр 3 альфа - углерода в алифатических спиртов. [7]

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Марш, Джерри (1992). Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (4-е изд.). Нью-Йорк: Вили. ISBN 978-0-471-60180-7.
  2. ^ a b «Ароматичность. Бензол и другие ароматические соединения» . Виртуальный учебник органической химии . Университет штата Мичиган.
  3. ^ "фенил" . Английский по словарям Lexico . Проверено 24 июля 2019 .
  4. ^ МакМурри, Джон Е. (2009). Органическая химия, расширенное издание . Cengage Learning. п. 518. ISBN 9781111790042.
  5. ^ Hansch, Corwin .; Лев, А .; Тафт, Р.В. (1991-03-01). «Обзор констант заместителей Гаммета, резонансных и полевых параметров». Химические обзоры . 91 (2): 165–195. DOI : 10.1021 / cr00002a004 . ISSN 0009-2665 . 
  6. ^ Хамека, Хендрик Ф. (1987). «Расчет структур фенильного и бензильного радикалов методом УВЧ». Журнал органической химии . 52 (22): 5025–5026. DOI : 10.1021 / jo00231a035 . ISSN 0022-3263 . 
  7. ^ Сильва, Педро Хорхе (2009). «Индуктивные и резонансные эффекты на кислотности фенола, енолов и карбонильных α-водородов». Журнал органической химии . 74 (2): 914–916. DOI : 10.1021 / jo8018736 . ISSN 0022-3263 . PMID 19053615 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с фенильной группой на Викискладе?