حلقي البروبان: الفرق بين النسختين

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
تصفح التاريخ تفاعلياً
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
ط بوت:أضاف قالب {{ضبط استنادي}}
بوت:اصلاح وسائط قالب:معلومات كيمياء
سطر 1: سطر 1:
{{معلومات كيمياء
{{chembox new
| Reference =<ref>''Merck Index'', 11th Edition, '''2755'''.</ref>
| مرجع =<ref>''Merck Index'', 11th Edition, '''2755'''.</ref>
| ImageFileR1 = Cyclopropane-2D.png
| صورة يمين1 = Cyclopropane-2D.png
| ImageSizeR1 = 100px
| حجم صورة يمين1 = 100px
| ImageFileL1 = Cyclopropane-skeletal.png
| صورة يسار1 = Cyclopropane-skeletal.png
| ImageSizeL1 = 80px
| حجم صورة يسار1 = 80px
| ImageFileR2 = Cyclopropane-3D-balls.png
| صورة يمين2 = Cyclopropane-3D-balls.png
| ImageSizeR2 = 100px
| حجم صورة يمين2 = 100px
| ImageFileL2 = Cyclopropane-3D-vdW.png
| صورة يسار2 = Cyclopropane-3D-vdW.png
| ImageSizeL2 = 100px
| حجم صورة يسار2 = 100px
| IUPACName = سيكلو بروبان
| الاسم النظامي = سيكلو بروبان
| OtherNames = حلقي البروبان
| اسماء أخرى = حلقي البروبان
| قسم1 = {{معلومات كيمياء -معرفات
| Section1 = {{Chembox Identifiers
| Abbreviations =
| Abbreviations =
| CASNo = 75-19-4
| CASNo = 75-19-4
سطر 25: سطر 25:
| ATCCode_suffix =
| ATCCode_suffix =
| ATC_Supplemental =}}
| ATC_Supplemental =}}
| قسم2 = {{معلومات كيمياء - خواص
| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula = C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>
| Formula = C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>
| MolarMass = 42.08 غ/مول
| MolarMass = 42.08 غ/مول
سطر 39: سطر 39:
| pKa =
| pKa =
| pKb =}}
| pKb =}}
| قسم7 = {{معلومات كيمياء - مخاطر
| Section7 = {{Chembox Hazards
| EUClass = {{سريع الاشتعال}}
| EUClass = {{سريع الاشتعال}}
| EUIndex =
| EUIndex =
سطر 56: سطر 56:
}}
}}


'''حلقي البروبان''' (بروبان حلقي أو سيكلو بروبان) عبارة عن [[مركب عضوي]] له الصيغة الكيميائية C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>، ويمثل أبسط [[ألكان حلقي|الألكانات الحلقية]]. تتألف بنيته من ثلاث ذرات [[كربون]] مرتبطة بينها بروابط على شكل مثلث.
'''حلقي البروبان''' (بروبان حلقي أو سيكلو بروبان) عبارة عن [[مركب عضوي]] له الصيغة الكيميائية C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>، ويمثل أبسط [[ألكان حلقي|الألكانات الحلقية]]. تتألف بنيته من ثلاث ذرات [[كربون]] مرتبطة بينها بروابط على شكل مثلث.


== الخواص ==
== الخواص ==
=== البنية ===
=== البنية ===
تكون [[رابطة كيميائية|الروابط]] بين ذرات الكربون أضعف من الرابطة كربون-كربون العادية في المركبات الأليفاتية، وذلك لأن زاوية الرابطة تكون حوالي 60° ، وهذا أقل بكثير من الزاوية 109.5° التي تميز الروابط بين ذرات الكربون ذات [[تهجين (كيمياء)|التهجين]] sp<sup>3</sup>، وذلك حسب نظرية [[إجهاد باير]] Baeyer strain theory، كما يعاني حلقي البروبان من إجهاد فتل لأن ذرات الهيدروجين تكون في [[تشكيل مكسوف]] مما يخفف بالتالي من طاقة الارتباط بينها، مما يجعله أنشط كيميائياً من مركبات حلقية أخرى مثل [[حلقي الهكسان]] أو [[حلقي البنتان]].
تكون [[رابطة كيميائية|الروابط]] بين ذرات الكربون أضعف من الرابطة كربون-كربون العادية في المركبات الأليفاتية، وذلك لأن زاوية الرابطة تكون حوالي 60° ، وهذا أقل بكثير من الزاوية 109.5° التي تميز الروابط بين ذرات الكربون ذات [[تهجين (كيمياء)|التهجين]] sp<sup>3</sup>، وذلك حسب نظرية [[إجهاد باير]] Baeyer strain theory، كما يعاني حلقي البروبان من إجهاد فتل لأن ذرات الهيدروجين تكون في [[تشكيل مكسوف]] مما يخفف بالتالي من طاقة الارتباط بينها، مما يجعله أنشط كيميائياً من مركبات حلقية أخرى مثل [[حلقي الهكسان]] أو [[حلقي البنتان]].


تشير الدراسات الحديثة إلى ثباتية بنية حلقي البروبان، وذلك حسب نظرية أو نموذج والش Walsh diagram، بحيث أن ذرات الكربون تتبنى تهجين خاص من النمط sp<sup>2</sup> فيما بينها، وتكون الزاوية 104°، وذلك بسبب عدم حدوث تطابق كامل بين [[مدار ذري|المدارات الذرية]]، وتسمى أمثال هذه الروابط [[رابطة منحنية|بالروابط المنحنية]]. <ref>Eric V. Anslyn and Dennis A. Dougherty. ''Modern Physical Organic Chemistry.'' 2006. pages 850-852</ref>
تشير الدراسات الحديثة إلى ثباتية بنية حلقي البروبان، وذلك حسب نظرية أو نموذج والش Walsh diagram، بحيث أن ذرات الكربون تتبنى تهجين خاص من النمط sp<sup>2</sup> فيما بينها، وتكون الزاوية 104°، وذلك بسبب عدم حدوث تطابق كامل بين [[مدار ذري|المدارات الذرية]]، وتسمى أمثال هذه الروابط [[رابطة منحنية|بالروابط المنحنية]].<ref>Eric V. Anslyn and Dennis A. Dougherty. ''Modern Physical Organic Chemistry.'' 2006. pages 850-852</ref>


=== الفيزيائية والكيميائية ===
=== الفيزيائية والكيميائية ===
سطر 68: سطر 68:


== التاريخ والتحضير ==
== التاريخ والتحضير ==
اكتشف حلقي البروبان عام 1881 من قبل آوغست فرويند August Freund وذلك بمفاعلة [[3،1-ثنائي بروم البروبان]] مع [[صوديوم|الصوديوم]]. يندرج هذا التفاعل تحت آلية [[تفاعل فورتز]] بين جزيئيّ intramolecular معطياً حلقي البروبان. <ref name=Freund81>{{cite journal
اكتشف حلقي البروبان عام 1881 من قبل آوغست فرويند August Freund وذلك بمفاعلة [[3،1-ثنائي بروم البروبان]] مع [[صوديوم|الصوديوم]]. يندرج هذا التفاعل تحت آلية [[تفاعل فورتز]] بين جزيئيّ intramolecular معطياً حلقي البروبان.<ref name=Freund81>{{cite journal
| title = Über Trimethylen
| title = Über Trimethylen
| author = August Freund
| author = August Freund
سطر 85: سطر 85:
| journal = Monatshefte für Chemie
| journal = Monatshefte für Chemie
| pages = 625–635}}</ref>
| pages = 625–635}}</ref>
يمكن رفع مردود التفاعل باستعمال [[زنك|الزنك]] كبيديل عن الصوديوم. <ref name=Gustavson>{{cite journal
يمكن رفع مردود التفاعل باستعمال [[زنك|الزنك]] كبيديل عن الصوديوم.<ref name=Gustavson>{{cite journal
| author = G. Gustavson
| author = G. Gustavson
| title = Ueber eine neue Darstellungsmethode des Trimethylens
| title = Ueber eine neue Darstellungsmethode des Trimethylens
سطر 93: سطر 93:
| year = 1887
| year = 1887
| url =http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90799n/f308.table
| url =http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90799n/f308.table
| doi = 10.1002/prac.18870360127}}</ref> لم يكن لحلقي البروبان أي استعمال تجاري إلى حين أن اكتشف هندرسون Henderson و لوكاس Lucas خواصه المخدرة عام 1929. <ref>{{cite journal
| doi = 10.1002/prac.18870360127}}</ref> لم يكن لحلقي البروبان أي استعمال تجاري إلى حين أن اكتشف هندرسون Henderson و لوكاس Lucas خواصه المخدرة عام 1929.<ref>{{cite journal
| title = A New Anæsthetic: Cyclopropane
| title = A New Anæsthetic: Cyclopropane
| author = G. H. W. Lucas and V. E. Henderson
| author = G. H. W. Lucas and V. E. Henderson
سطر 102: سطر 102:
|date=1 August 1929
|date=1 August 1929
| pmc=1710967
| pmc=1710967
}}</ref> ثم بدأ الإنتاج الصناعي منه عام 1936. <ref name=Ind-prod>{{cite journal
}}</ref> ثم بدأ الإنتاج الصناعي منه عام 1936.<ref name=Ind-prod>{{cite journal
| title = Synthesis of Cyclopropane
| title = Synthesis of Cyclopropane
| author = H. B. Hass, E. T. McBee, and G. E. Hinds
| author = H. B. Hass, E. T. McBee, and G. E. Hinds
سطر 121: سطر 121:
يحضر حلقي اببروبان بعدة طرق [[اصطناع عضوي]]ة، وتسمى الطرق بشكل عام تحليق البروبان cyclopropanation.
يحضر حلقي اببروبان بعدة طرق [[اصطناع عضوي]]ة، وتسمى الطرق بشكل عام تحليق البروبان cyclopropanation.
==== الازدواج ====
==== الازدواج ====
يمكن الحصول على مركبات حلقي البروبانات من [[تفاعل ازدواج]] بين جزيئي وذلك بإضافة الصوديوم إلى 3،1-ثنائي بروم البروبان، كما في '''تفاعل فرويند'''. <ref name=Freund81/><ref name=Freund82/><ref name=Ind-prod/> أو باستعمال الزنك حسب '''تفاعل غوستافسون''' Gustavson reaction <ref name=Gustavson/><ref>[http://www.drugfuture.com/OrganicNameReactions/ONR146.htm Freund Reaction<!-- Bot generated title -->]</ref> أو بازدواج فورتز عند تحضير ثنائي حلقي[1.1.0]البوتان. <ref>Bicyclo[1.1.0]butane Gary M. Lampman and James C. Aumiller Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.133 ('''1988'''); Vol. 51, p.55 ('''1971''') [http://www.orgsynth.org/orgsyn/prep.asp?prep=cv6p0133 Link].</ref>
يمكن الحصول على مركبات حلقي البروبانات من [[تفاعل ازدواج]] بين جزيئي وذلك بإضافة الصوديوم إلى 3،1-ثنائي بروم البروبان، كما في '''تفاعل فرويند'''.<ref name=Freund81/><ref name=Freund82/><ref name=Ind-prod/> أو باستعمال الزنك حسب '''تفاعل غوستافسون''' Gustavson reaction <ref name=Gustavson/><ref>[http://www.drugfuture.com/OrganicNameReactions/ONR146.htm Freund Reaction<!-- Bot generated title -->]</ref> أو بازدواج فورتز عند تحضير ثنائي حلقي[1.1.0]البوتان.<ref>Bicyclo[1.1.0]butane Gary M. Lampman and James C. Aumiller Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.133 ('''1988'''); Vol. 51, p.55 ('''1971''') [http://www.orgsynth.org/orgsyn/prep.asp?prep=cv6p0133 Link].</ref>
==== من الألكينات ====
==== من الألكينات ====
تتم عملية إضافة [[ألكين]] إلى كربينويد الزنك zinc carbenoid حسب [[تفاعل سيمونز-سميث]] Simmons–Smith reaction، فعلى سبيل المثال يتفاعل كحول السيناميل Cinnamyl alcohol (كحول القرفة) <ref>''Cyclopropanemethanol, 2-phenyl-, (1S-trans)-'' André B. Charette and Hélène Lebel [[Organic Syntheses]], Coll. Vol. 10, p.613 ('''2004'''); Vol. 76, p.86 ('''1999''')[http://www.orgsynth.org/orgsyn/prep.asp?prep=v76p0086 Link]</ref> حسب هذا التفاعل. في إحدى التفاعلات المكيفة أو المعدلة، <ref>''Unusual Ambiphilic Carbenoid Equivalent in Amide Cyclopropanation'' Kuo-Wei Lin, Shiuan Yan, I-Lin Hsieh, and Tu-Hsin Yan [[Org. Lett.]]; '''2006'''; 8(11) pp 2265 - 2267; [[:doi:10.1021/ol060438p|Abstract]]</ref> يفاعل شكل [[أميد]]ي من الكحول مع مكافئين من [[ثنائي كلورو الميثان]] بوجود كل من [[رباعي كلوريد التيتانيوم]] و[[مغنسيوم|المغنسيوم]]:
تتم عملية إضافة [[ألكين]] إلى كربينويد الزنك zinc carbenoid حسب [[تفاعل سيمونز-سميث]] Simmons–Smith reaction، فعلى سبيل المثال يتفاعل كحول السيناميل Cinnamyl alcohol (كحول القرفة) <ref>''Cyclopropanemethanol, 2-phenyl-, (1S-trans)-'' André B. Charette and Hélène Lebel [[Organic Syntheses]], Coll. Vol. 10, p.613 ('''2004'''); Vol. 76, p.86 ('''1999''')[http://www.orgsynth.org/orgsyn/prep.asp?prep=v76p0086 Link]</ref> حسب هذا التفاعل. في إحدى التفاعلات المكيفة أو المعدلة، <ref>''Unusual Ambiphilic Carbenoid Equivalent in Amide Cyclopropanation'' Kuo-Wei Lin, Shiuan Yan, I-Lin Hsieh, and Tu-Hsin Yan [[Org. Lett.]]; '''2006'''; 8(11) pp 2265 - 2267; [[:doi:10.1021/ol060438p|Abstract]]</ref> يفاعل شكل [[أميد]]ي من الكحول مع مكافئين من [[ثنائي كلورو الميثان]] بوجود كل من [[رباعي كلوريد التيتانيوم]] و[[مغنسيوم|المغنسيوم]]:
سطر 129: سطر 129:


==== تفاعلات الاستبدال المحبة للنواة ====
==== تفاعلات الاستبدال المحبة للنواة ====
يمكن أن يتم التحضير عن طريق [[تفاعلات الاستبدال المحبة للنواة]]، حيث تستبدل [[مجموعة مغادرة]] [[أليف النواة|بأليف للنواة]] (نكليوفيل) في استبدال من النمط 3،1 كما في تحضير حلقي بروبيل الأسيتيلين من 5-كلورو-1-بنتاين <ref>''Cyclopropylaetylene'' Edward G. Corley, Andrew S. Thompson, Martha Huntington [[Organic Syntheses]], Coll. Vol. 10, p.456 ('''2004'''); Vol. 77, p.231 ('''2000''') [http://www.orgsynth.org/orgsyn/prep.asp?prep=v77p0231 Link].</ref> يمكن استخدام [[تفاعل بنغل]] Bingel reaction كمثال آخر للعملية.
يمكن أن يتم التحضير عن طريق [[تفاعلات الاستبدال المحبة للنواة]]، حيث تستبدل [[مجموعة مغادرة]] [[أليف النواة|بأليف للنواة]] (نكليوفيل) في استبدال من النمط 3،1 كما في تحضير حلقي بروبيل الأسيتيلين من 5-كلورو-1-بنتاين <ref>''Cyclopropylaetylene'' Edward G. Corley, Andrew S. Thompson, Martha Huntington [[Organic Syntheses]], Coll. Vol. 10, p.456 ('''2004'''); Vol. 77, p.231 ('''2000''') [http://www.orgsynth.org/orgsyn/prep.asp?prep=v77p0231 Link].</ref> يمكن استخدام [[تفاعل بنغل]] Bingel reaction كمثال آخر للعملية.


بإحدى [[تصنيع كايرالي|التفاعلات اللامتناظرة]] يتشكل لدينا ثلاثة [[مركز فراغي|مراكز فراغية]] من تفاعل [[حلقي الهكسينون]] مع برومو [[نترو الميثان]] بوجود [[مفروق]]-5،2-ثنائي ميثيل [[بيبيرازين]] كقاعدة في الوسط، وبوجود [[تحفيز عضوي]] من [[تترازول|التترازول]] المرتبط [[بيروليدين|بالبيروليدين]]. <ref>''A new asymmetric organocatalytic nitrocyclopropanation reaction'' Henriette M. Hansen, Deborah A. Longbottom and Steven V. Ley, Chem. Commun., '''2006''', 4838 - 4840, {{DOI|10.1039/b612436b}}</ref>
بإحدى [[تصنيع كايرالي|التفاعلات اللامتناظرة]] يتشكل لدينا ثلاثة [[مركز فراغي|مراكز فراغية]] من تفاعل [[حلقي الهكسينون]] مع برومو [[نترو الميثان]] بوجود [[مفروق]]-5،2-ثنائي ميثيل [[بيبيرازين]] كقاعدة في الوسط، وبوجود [[تحفيز عضوي]] من [[تترازول|التترازول]] المرتبط [[بيروليدين|بالبيروليدين]].<ref>''A new asymmetric organocatalytic nitrocyclopropanation reaction'' Henriette M. Hansen, Deborah A. Longbottom and Steven V. Ley, Chem. Commun., '''2006''', 4838 - 4840, {{DOI|10.1039/b612436b}}</ref>


:[[ملف:Nitrocyclopropanation.png|400px|Asymmetric nitrocyclopropanation Hansen 2006]]
:[[ملف:Nitrocyclopropanation.png|400px|Asymmetric nitrocyclopropanation Hansen 2006]]


==== تفاعلات إعادة الترتيب ====
==== تفاعلات إعادة الترتيب ====
تحدث [[تفاعل إعادة ترتيب|تفاعلات إعادة ترتيب]] لمركبات معينة من [[حلقي البوتان]]ات بحيث نحصل على حلقي البروبانات. على سبيل المثال، يتحول ''2،1-حلقي بوتانديول'' إلى ''حلقي بروبان كربوكسيل ألدهيد''. <ref>J. P. Barnier, J. Champion, and J. M. Conia Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, p.129 ('''1990'''); Vol. 60, p.25 ('''1981''') [http://www.orgsynth.org/orgsyn/prep.asp?prep=cv7p0129 Link].</ref> وكما في إعادة الترتيب [[كيمياء ضوئية|الضوئي]] لمركبات مثل 4،1-دينات التي تتحول إلى [[فاينيل]] حلقي البروبانات. <ref>IUPAC Gold book, [http://www.iupac.org/goldbook/D01745.pdf definition]</ref>
تحدث [[تفاعل إعادة ترتيب|تفاعلات إعادة ترتيب]] لمركبات معينة من [[حلقي البوتان]]ات بحيث نحصل على حلقي البروبانات. على سبيل المثال، يتحول ''2،1-حلقي بوتانديول'' إلى ''حلقي بروبان كربوكسيل ألدهيد''.<ref>J. P. Barnier, J. Champion, and J. M. Conia Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, p.129 ('''1990'''); Vol. 60, p.25 ('''1981''') [http://www.orgsynth.org/orgsyn/prep.asp?prep=cv7p0129 Link].</ref> وكما في إعادة الترتيب [[كيمياء ضوئية|الضوئي]] لمركبات مثل 4،1-دينات التي تتحول إلى [[فاينيل]] حلقي البروبانات.<ref>IUPAC Gold book, [http://www.iupac.org/goldbook/D01745.pdf definition]</ref>


==== طرق أخرى ====
==== طرق أخرى ====
تحدث عملية تحليق للبروبان في [[تفاعل كولينكوفيتش]] Kulinkovich reaction، حيث تتفاعل [[إستر|الاسترات]] مع [[تفاعل غرينيار|كاشف غرينيار]] بوجود ألكوكسيد التيتانيوم. يحدث التحليق أيضاُ في تحليق كيشنر للبروبان Kishner cyclopropane synthesis لبعض مركبات [[بيرازولين|البيرازولين]]. <ref>N. M. Kishner, A. Zavadovskii, J. Russ. Phys. Chem. Soc. 43, 1132 (1911).</ref><ref>For an example see: phenylcyclopropane in Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.929 ('''1973'''); Vol. 47, p.98 (1967). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV5P0929.pdf</ref>
تحدث عملية تحليق للبروبان في [[تفاعل كولينكوفيتش]] Kulinkovich reaction، حيث تتفاعل [[إستر|الاسترات]] مع [[تفاعل غرينيار|كاشف غرينيار]] بوجود ألكوكسيد التيتانيوم. يحدث التحليق أيضاُ في تحليق كيشنر للبروبان Kishner cyclopropane synthesis لبعض مركبات [[بيرازولين|البيرازولين]].<ref>N. M. Kishner, A. Zavadovskii, J. Russ. Phys. Chem. Soc. 43, 1132 (1911).</ref><ref>For an example see: phenylcyclopropane in Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.929 ('''1973'''); Vol. 47, p.98 (1967). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV5P0929.pdf</ref>


=== التفاعلات ===
=== التفاعلات ===
سطر 152: سطر 152:


==== إعادة الترتيب ====
==== إعادة الترتيب ====
تدخل حلقي البروبانات في العديد من تفاعلات إعادة الترتيب، كمثال مركب [[بولفالين]] Bullvalene الذي يخضع لإعادة ترتيب في بنيته. من الأمثلة الأخرى [[إعادة ترتيب فافورسكي]] Favorskii rearrangement حيث يمثل تشكل حلقة البروبان إحدى المراحل في إعادة الترتيب. تحدث عملية إعادة ترتيب أيضاً لمركبات محددة من حلقي بروبان الميثيلين المستبدلة، والتي تتحول إلى مركبات تحوي [[حلقي البوتين]]. <ref>''PtCl2-Catalyzed Rearrangement of Methylenecyclopropanes'' Alois Fürstner and Christophe Aïssa J. Am. Chem. Soc.; '''2006'''; 128(19) pp 6306 -6307; [[:doi:10.1021/ja061392y|Abstract]]</ref>:
تدخل حلقي البروبانات في العديد من تفاعلات إعادة الترتيب، كمثال مركب [[بولفالين]] Bullvalene الذي يخضع لإعادة ترتيب في بنيته. من الأمثلة الأخرى [[إعادة ترتيب فافورسكي]] Favorskii rearrangement حيث يمثل تشكل حلقة البروبان إحدى المراحل في إعادة الترتيب. تحدث عملية إعادة ترتيب أيضاً لمركبات محددة من حلقي بروبان الميثيلين المستبدلة، والتي تتحول إلى مركبات تحوي [[حلقي البوتين]].<ref>''PtCl2-Catalyzed Rearrangement of Methylenecyclopropanes'' Alois Fürstner and Christophe Aïssa J. Am. Chem. Soc.; '''2006'''; 128(19) pp 6306 -6307; [[:doi:10.1021/ja061392y|Abstract]]</ref>:
:[[ملف:MethylenecyclopropaneIsomerization.png|600px|Methylene cyclopropane isomerization]]
:[[ملف:MethylenecyclopropaneIsomerization.png|600px|Methylene cyclopropane isomerization]]


نسخة 22:29، 28 يوليو 2016

حلقي البروبان[1]
حلقي البروبان
حلقي البروبان
حلقي البروبان
حلقي البروبان
حلقي البروبان
حلقي البروبان
حلقي البروبان
حلقي البروبان
الاسم النظامي (IUPAC)

سيكلو بروبان
أسماء أخرى

حلقي البروبان
المعرفات
رقم CAS 75-19-4
بوب كيم (PubChem) 6351
مواصفات الإدخال النصي المبسط للجزيئات
الخواص
الصيغة الجزيئية C3H6
الكتلة المولية 42.08 غ/مول
المظهر غاز عديم اللون
الكثافة 1.92 غ/دسم3
(عند 0°س، و1013هكتوباسكال)
نقطة الانصهار − 127.62 °س
نقطة الغليان − 32.86 °س
الذوبانية في الماء ضعيفة جداً، 50 مغ/100 مل ماء
المخاطر
ترميز المخاطر
سريع الاشتعال F+
توصيف المخاطر
تحذيرات وقائية
في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)
تعديل مصدري - تعديل  طالع توثيق القالب

حلقي البروبان (بروبان حلقي أو سيكلو بروبان) عبارة عن مركب عضوي له الصيغة الكيميائية C3H6، ويمثل أبسط الألكانات الحلقية. تتألف بنيته من ثلاث ذرات كربون مرتبطة بينها بروابط على شكل مثلث.

الخواص

البنية

تكون الروابط بين ذرات الكربون أضعف من الرابطة كربون-كربون العادية في المركبات الأليفاتية، وذلك لأن زاوية الرابطة تكون حوالي 60° ، وهذا أقل بكثير من الزاوية 109.5° التي تميز الروابط بين ذرات الكربون ذات التهجين sp3، وذلك حسب نظرية إجهاد باير Baeyer strain theory، كما يعاني حلقي البروبان من إجهاد فتل لأن ذرات الهيدروجين تكون في تشكيل مكسوف مما يخفف بالتالي من طاقة الارتباط بينها، مما يجعله أنشط كيميائياً من مركبات حلقية أخرى مثل حلقي الهكسان أو حلقي البنتان.

تشير الدراسات الحديثة إلى ثباتية بنية حلقي البروبان، وذلك حسب نظرية أو نموذج والش Walsh diagram، بحيث أن ذرات الكربون تتبنى تهجين خاص من النمط sp2 فيما بينها، وتكون الزاوية 104°، وذلك بسبب عدم حدوث تطابق كامل بين المدارات الذرية، وتسمى أمثال هذه الروابط بالروابط المنحنية.[5]

الفيزيائية والكيميائية

مركب حلقي البروبان غاز في الدرجة العادية من الحرارة، له خواص مخدرة عند استنشاقه، وعند تسخينه إلى حوالي 500°س فإنه يتحول إلى البروبيلين. كما يتحول إلى البروبان بالتفاعل مع الهيدروجين بوجود حفاز من البالاديوم. أما التفاعل مع بروميد الهيدروجين يعطي 1-بروم البروبان، مثله مثل المركبات الأوليفينية.

التاريخ والتحضير

اكتشف حلقي البروبان عام 1881 من قبل آوغست فرويند August Freund وذلك بمفاعلة 3،1-ثنائي بروم البروبان مع الصوديوم. يندرج هذا التفاعل تحت آلية تفاعل فورتز بين جزيئيّ intramolecular معطياً حلقي البروبان.[6][7] يمكن رفع مردود التفاعل باستعمال الزنك كبيديل عن الصوديوم.[8] لم يكن لحلقي البروبان أي استعمال تجاري إلى حين أن اكتشف هندرسون Henderson و لوكاس Lucas خواصه المخدرة عام 1929.[9] ثم بدأ الإنتاج الصناعي منه عام 1936.[10]

السلامة

إن مركب حلقي البروبان سريع الاشتعال وخاصة عندما يكون مسالاً، إذ أنه من الممكن أن يخضع لتفاعل أكسدة وفتح للحلقةـ حيث تتحرر طاقة ممكن أن تؤدي إلى حدوث اشتعال. لذلك يجري شحن هذا المركب بأواني حاوية على صوف معدني من معدن التنغستن أو من الصوف الزجاجي لمنع حدوث تفاعلات انفجارية.

حلقي البروبانات

حلقي البروبانات وهي صنف من المركبات العضوية التي تحوي حلقي البروبان في بنيتها. يعود ذلك إلى النشاط الكيميائي لحلقي البروبان حيث يمكن أن يدخل في تفاعلات كيميائية مختلفة. يوجد هذا الصنف من المركبات أحيانا في بعض الجزيئات الحيوية مثل مركبات بيريثرين Pyrethrin الموجودة في بعض النباتات، والتي لها مفعول مبيد للحشرات.

التحضير

يحضر حلقي اببروبان بعدة طرق اصطناع عضوية، وتسمى الطرق بشكل عام تحليق البروبان cyclopropanation.

الازدواج

يمكن الحصول على مركبات حلقي البروبانات من تفاعل ازدواج بين جزيئي وذلك بإضافة الصوديوم إلى 3،1-ثنائي بروم البروبان، كما في تفاعل فرويند.[6][7][10] أو باستعمال الزنك حسب تفاعل غوستافسون Gustavson reaction [8][11] أو بازدواج فورتز عند تحضير ثنائي حلقي[1.1.0]البوتان.[12]

من الألكينات

تتم عملية إضافة ألكين إلى كربينويد الزنك zinc carbenoid حسب تفاعل سيمونز-سميث Simmons–Smith reaction، فعلى سبيل المثال يتفاعل كحول السيناميل Cinnamyl alcohol (كحول القرفة) [13] حسب هذا التفاعل. في إحدى التفاعلات المكيفة أو المعدلة، [14] يفاعل شكل أميدي من الكحول مع مكافئين من ثنائي كلورو الميثان بوجود كل من رباعي كلوريد التيتانيوم والمغنسيوم:

Amide cyclopropanation

إحدى آليات التفاعل المقترحة هي كالتالي:

Amide cyclopropanation Mechanism

تفاعلات الاستبدال المحبة للنواة

يمكن أن يتم التحضير عن طريق تفاعلات الاستبدال المحبة للنواة، حيث تستبدل مجموعة مغادرة بأليف للنواة (نكليوفيل) في استبدال من النمط 3،1 كما في تحضير حلقي بروبيل الأسيتيلين من 5-كلورو-1-بنتاين [15] يمكن استخدام تفاعل بنغل Bingel reaction كمثال آخر للعملية.

بإحدى التفاعلات اللامتناظرة يتشكل لدينا ثلاثة مراكز فراغية من تفاعل حلقي الهكسينون مع برومو نترو الميثان بوجود مفروق-5،2-ثنائي ميثيل بيبيرازين كقاعدة في الوسط، وبوجود تحفيز عضوي من التترازول المرتبط بالبيروليدين.[16]

Asymmetric nitrocyclopropanation Hansen 2006

تفاعلات إعادة الترتيب

تحدث تفاعلات إعادة ترتيب لمركبات معينة من حلقي البوتانات بحيث نحصل على حلقي البروبانات. على سبيل المثال، يتحول 2،1-حلقي بوتانديول إلى حلقي بروبان كربوكسيل ألدهيد.[17] وكما في إعادة الترتيب الضوئي لمركبات مثل 4،1-دينات التي تتحول إلى فاينيل حلقي البروبانات.[18]

طرق أخرى

تحدث عملية تحليق للبروبان في تفاعل كولينكوفيتش Kulinkovich reaction، حيث تتفاعل الاسترات مع كاشف غرينيار بوجود ألكوكسيد التيتانيوم. يحدث التحليق أيضاُ في تحليق كيشنر للبروبان Kishner cyclopropane synthesis لبعض مركبات البيرازولين.[19][20]

التفاعلات

إضافة شغوفة بالإلكترونات

تحدث عملية إضافة شغوفة بالإلكترونات عند تفاعل حلقي البروبان مع الأحماض المعدنية (بشكل مشابه لما يحدث عند الروابط المضاعفة)، حيث تتشكل هاليدات الألكيل، بشكل مترافق مع عملية فتح للحلقة. تتبع حلقي البروبانات المستبدلة قاعدة ماركوفنيكوف [21]

Electrophilic addition of HBr to cyclopropane

إضافة حلقية

تدخل حلقات البروبان في تفاعل إضافة حلقية كما في المثال أدناه حيث تتم إضافة حلقية من النمط [5+2]:

Cyclopropane Cycloaddition

يجري التفاعل باستعمال حفاز من الروديوم المرتبط بمجموعة BINAP بوجود 96% فائض متخايل Enantiomeric excess.

إعادة الترتيب

تدخل حلقي البروبانات في العديد من تفاعلات إعادة الترتيب، كمثال مركب بولفالين Bullvalene الذي يخضع لإعادة ترتيب في بنيته. من الأمثلة الأخرى إعادة ترتيب فافورسكي Favorskii rearrangement حيث يمثل تشكل حلقة البروبان إحدى المراحل في إعادة الترتيب. تحدث عملية إعادة ترتيب أيضاً لمركبات محددة من حلقي بروبان الميثيلين المستبدلة، والتي تتحول إلى مركبات تحوي حلقي البوتين.[22]:

Methylene cyclopropane isomerization

يحفز هذا التفاعل بمركب كلوريد البلاتين الثنائي في وسط من أحادي أكسيد الكربون، وقد درست آلية التفاعل باستعمال الوسم بالديوتريوم (ديترة). بإجراء نسخة معدلة من التفاعل [23] جرى تحضير الحفاز في الموقع In situ، (أي في مزيج التفاعل) من خلات البالاديوم الثنائي مع بروميد النحاس الثنائي في وسط من التولوين.

مركبات مشابهة

بوريران
بوريران
  • بوريران: وهو مشتق لحلقي البروبان، حيث تحل ذرة بورون مكان ذرة كربون في الحلقة.

المراجع

  1. ^ Merck Index, 11th Edition, 2755.
  2. ^ أ ب ت CYCLOPROPANE (بالإنجليزية), QID:Q278487
  3. ^ ChEBI release 2020-09-01، 1 سبتمبر 2020، QID:Q98915402
  4. ^ Cyclopropane ≥99% | Sigma-Aldrich
  5. ^ Eric V. Anslyn and Dennis A. Dougherty. Modern Physical Organic Chemistry. 2006. pages 850-852
  6. ^ أ ب August Freund (1881). "Über Trimethylen". Journal für Praktische Chemie. ج. 26 ع. 1: 625–635. DOI:10.1002/prac.18820260125.
  7. ^ أ ب August Freund (1882). "Über Trimethylen". Monatshefte für Chemie. ج. 3 ع. 1: 625–635. DOI:10.1007/BF01516828.
  8. ^ أ ب G. Gustavson (1887). "Ueber eine neue Darstellungsmethode des Trimethylens". J. Prakt. Chem. ج. 36: 300–305. DOI:10.1002/prac.18870360127.
  9. ^ G. H. W. Lucas and V. E. Henderson (1 أغسطس 1929). "A New Anæsthetic: Cyclopropane". Can Med Assoc J. ج. 21 ع. 2: 173–5. PMC:1710967.
  10. ^ أ ب H. B. Hass, E. T. McBee, and G. E. Hinds (1936). "Synthesis of Cyclopropane". Industrial & Engineering Chemistry. ج. 28 ع. 10: 1178–81. DOI:10.1021/ie50322a013.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
  11. ^ Freund Reaction
  12. ^ Bicyclo[1.1.0]butane Gary M. Lampman and James C. Aumiller Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.133 (1988); Vol. 51, p.55 (1971) Link.
  13. ^ Cyclopropanemethanol, 2-phenyl-, (1S-trans)- André B. Charette and Hélène Lebel Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.613 (2004); Vol. 76, p.86 (1999)Link
  14. ^ Unusual Ambiphilic Carbenoid Equivalent in Amide Cyclopropanation Kuo-Wei Lin, Shiuan Yan, I-Lin Hsieh, and Tu-Hsin Yan Org. Lett.; 2006; 8(11) pp 2265 - 2267; Abstract
  15. ^ Cyclopropylaetylene Edward G. Corley, Andrew S. Thompson, Martha Huntington Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.456 (2004); Vol. 77, p.231 (2000) Link.
  16. ^ A new asymmetric organocatalytic nitrocyclopropanation reaction Henriette M. Hansen, Deborah A. Longbottom and Steven V. Ley, Chem. Commun., 2006, 4838 - 4840, دُوِي:10.1039/b612436b
  17. ^ J. P. Barnier, J. Champion, and J. M. Conia Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, p.129 (1990); Vol. 60, p.25 (1981) Link.
  18. ^ IUPAC Gold book, definition
  19. ^ N. M. Kishner, A. Zavadovskii, J. Russ. Phys. Chem. Soc. 43, 1132 (1911).
  20. ^ For an example see: phenylcyclopropane in Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.929 (1973); Vol. 47, p.98 (1967). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV5P0929.pdf
  21. ^ Advanced organic Chemistry, Reactions, mechanisms and structure 3ed. Jerry March ISBN 0-471-85472-7
  22. ^ PtCl2-Catalyzed Rearrangement of Methylenecyclopropanes Alois Fürstner and Christophe Aïssa J. Am. Chem. Soc.; 2006; 128(19) pp 6306 -6307; Abstract
  23. ^ Palladium-Catalyzed Ring Enlargement of Aryl-Substituted Methylenecyclopropanes to Cyclobutenes Min Shi, Le-Ping Liu, and Jie Tang J. Am. Chem. Soc.; 2006; 128(23) pp 7430 - 7431; دُوِي:10.1021/ja061749y
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=حلقي_البروبان&oldid=20673225»