Bicyklobutan - Bicyclobutane

Bicyklobutan
Bicyklobutan-2. svg
Jména
Preferovaný název IUPAC
Bicyklo [1.1.0] butan
Identifikátory
3D model ( JSmol )
ChemSpider
  • InChI = 1S/C4H6/c1-3-2-4 (1) 3/h3-4H, 1-2H2
    Klíč: LASLVGACQUUOEB-UHFFFAOYSA-N
  • C1C2C1C2
Vlastnosti
C 4 H 6
Molární hmotnost 54,092  g · mol −1
Vzhled bezbarvý plyn
Bod varu 8,3 ± 0,2 ° C
Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference na infobox

Bicyklobutan je organická sloučenina vzorce C 4 H 6 . Je to bicyklický molekula skládající se ze dvou cis -fused cyklopropankarboxylové kroužků, a je bezbarvý a snadno zkapalněného plynu. Bicyklobutan je známý jako jedna z nejvíce namáhaných sloučenin, které lze izolovat ve velkém měřítku - jeho deformační energie se odhaduje na 63,9 kcal mol -1 . Jedná se o neplanární molekulu s dihedrálním úhlem mezi oběma cyklopropanovými kruhy 123 °.

První hlášeno bicyclobutane byl karboxyethyl derivát, C 4 H 5 CO 2 Et, který byl připraven dehydrohalogenací odpovídající brom cyklobutankarboxylové ester s hydridem sodným . Výchozí uhlovodík byl připraven z 1-brom-3-chlorcyklobutanu přeměnou esteru bromcyklobutankarboxylátu a následně intramolekulárním Wurtzovým spojením za použití roztaveného sodíku . Meziprodukt 1-brom-3-chlorcyklobutan lze také připravit modifikovanou Hunsdieckerovou reakcí z kyseliny 3-chlorcyklobutankarboxylové za použití oxidu rtuťnatého a bromu :

Wurtzova reakce Syntéza cyklobutanu. Svg

Syntetický přístup k derivátům bicyklobutanu zahrnuje uzavření kruhu vhodně substituovaného 2-brom-1- (chlormethyl) cyklopropanu hořčíkem v THF .

Stereochemické důkazy naznačují, že bicyklobutan podléhá termolýze za vzniku 1,3-butadienu s aktivační energií 41 kcal mol −1 prostřednictvím koordinovaného pericyklického mechanismu (cykloreversion, [σ2s+σ2a]).

Biologická syntéza

Několik výzkumných skupin uvedlo úspěch při syntéze molekul obsahujících bicykllobutan pomocí enzymů v živých buňkách. Jedna skupina hlásila transformaci kyseliny linolenové na mastnou kyselinu bicykloklobutanu prostřednictvím proteinu produkovaného kmenem sinice Anabaena sp. (kmen PCC 7120). Druhá skupina uvedla přístup řízené evoluce, kdy byl upravený hemový protein exprimován v E. coli a úspěšně optimalizován pro zvýšení rychlosti a výtěžku biosyntézy substituovaného derivátu bicyklobutanu.

Viz také

Reference

  1. ^ a b Wiberg, KB ; Lampman, GM; Ciula, RP; Connor, DS; 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, KB (1968). „Malé prstenové cyklo [ n . M .0] alkany“ . V Hart, H .; Karabatsos, GJ (eds.). Pokroky v alicyklické chemii . 2 . Akademický tisk . s. 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 , s. 133
  4. ^ Lampman, Gary M .; Aumiller, James C. (1971). „Hunsdieckerova reakce modifikovaná oxidem rtuťnatým (II): 1-brom-3-chlorcyklobutan“ . Org. Synth. 51 : 106. doi : 10,15227/orgsyn.051.0106 .; Sb. Sv. , 6 , s. 179
  5. ^ D'yachenko, AI; Abramova, NM; Zotova, SV; Nesmeyanova, OA; Bragin, OV (1985). „Nová syntéza bicyklo [1.1.0] butanových uhlovodíků“. Bulletin Akademie věd SSSR . 34 (9): 1885–1889. doi : 10,1007/BF00953929 . S2CID  96988412 .
  6. ^ Woodward, Robert B .; Hoffmann, Roald (1969). „Zachování orbitální symetrie“. Mezinárodní vydání Angewandte Chemie . 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 .; Drzý, Alan R. (2007-11-27). „Enzymatická syntéza bicykloklobutanové mastné kyseliny fúzním proteinem hemoproteinové lipoxygenázy z cyanobakteria 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, SB 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 .