Фенильная группа - Phenyl group

Фенильная радикальная группа

В органическая химия, то фенильная группа или фенильное кольцо это циклический группа атомов с формулой C6ЧАС5. Фенильные группы тесно связаны с бензол и может рассматриваться как бензольное кольцо без водорода, которое может быть заменено каким-либо другим элементом или соединением, чтобы служить в качестве функциональная группа. Фенильные группы имеют шесть атомов углерода, связанных вместе в шестиугольник плоское кольцо, пять из которых связаны с отдельными атомами водорода, а оставшийся углерод связан с заместитель. Фенильные группы обычны в органическая химия.[1] Фенильные группы часто изображаются с чередующимися двойными и одинарными связями. химически ароматический и имеют одинаковую длину связи между атомами углерода в кольце.[1][2]

Номенклатура

Обычно «фенильная группа» является синонимом C6ЧАС5- и является представлен символом Ph или, архаично, Φ. Бензол иногда обозначают как PhH. Фенильные группы обычно присоединены к другим атомам или группам. Например, трифенилметан (Ph3CH) имеет три фенильные группы, присоединенные к одному и тому же углеродному центру. Многие или даже большинство фенильных соединений не описываются термином «фенил». Например, хлорпроизводное C6ЧАС5Cl обычно называют хлорбензол, хотя его можно было бы назвать фенилхлоридом. В особых (и редких) случаях обнаруживаются изолированные фенильные группы: фенильный анион (C6ЧАС5−), фенильный катион (C6ЧАС5+), а фенил радикальный (C6ЧАС5·).

Хотя Ph и фенил однозначно обозначают C6ЧАС5, замещенные производные также описаны с использованием фенильной терминологии. Например, O2NC6ЧАС4 нитрофенил и F5C6 пентафторфенил. Монозамещенные фенильные группы (то есть дизамещенные бензолы) связаны с электрофильное ароматическое замещение реакции и продукты следуют модель замещения арена. Итак, данное замещенное фенильное соединение имеет три изомера, орто (1,2-дизамещение), мета (1,3-дизамещение) и параграф (1,4-дизамещение). Дизамещенное фенильное соединение (тризамещенный бензол) может быть, например, 1,3,5-тризамещенным или 1,2,3-тризамещенным. Существуют более высокие степени замещения, примером которых является пентафторфенильная группа, они названы в соответствии с номенклатурой IUPAC.

Этимология

Фенил происходит от французского слова Фениль, которое, в свою очередь, происходит от греческого пайно: «сияющий», поскольку первые названные фенильные соединения были побочными продуктами изготовление и переработка различный газы, используемые для освещения.[3] По словам Макмерри, «это слово происходит от греческого фен («Я несу свет»), ознаменовывая открытие бензола Майкл Фарадей в 1825 году от маслянистых остатков осветительного газа, используемого в лондонских уличных фонарях ».[4]

Структура, связь и характеристика

Фенильные соединения получают из бензол (C6ЧАС6), по крайней мере, концептуально, а часто и с точки зрения их производства. По своим электронным свойствам фенильная группа относится к виниловая группа. Обычно ее считают индуктивно удаляющейся группой (-я) из-за большей электроотрицательности sp2 атомы углерода и резонансная донорная группа (+M), из-за способности его π-системы отдавать электронную плотность, когда сопряжение возможно.[5] Фенильная группа гидрофобный. Фенильные группы имеют тенденцию сопротивляться окислению и восстановлению. Фенильные группы (как и все ароматические соединения) обладают повышенной стабильностью по сравнению с эквивалентным связыванием в алифатический (неароматические) группы. Эта повышенная стабильность обусловлена ​​уникальными свойствами ароматических молекулярные орбитали.[2]

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

В 1ЧАС-ЯМР спектроскопия, протоны фенильной группы обычно имеют химические сдвиги около 7,27 частей на миллион. На эти химические сдвиги влияют: ароматический кольцевой ток и может изменяться в зависимости от заместителей.

Подготовка, возникновение и приложения

Фенильные группы обычно вводятся с использованием реагентов, которые действуют как источники фенильного аниона или фенильного катиона. Типичные реагенты включают: фениллитий (C6ЧАС5Ли) и фенилмагний бромид (C6ЧАС5MgBr). Электрофилы атакуют бензол с образованием фенильных производных:

C6ЧАС6 + E+ → С6ЧАС5E + H+

где E+ («электрофил») = Cl+, НЕТ2+, ТАК3. Эти реакции называются электрофильные ароматические замещения.

Фенильные группы присутствуют во многих органических соединениях, как природных, так и синтетических (см. Рисунок). Наиболее распространенным среди натуральных продуктов является аминокислота фенилаланин, который содержит фенильную группу. Основной продукт нефтехимическая промышленность является "BTX «состоящий из бензола, толуола и ксилола - все они являются строительными блоками для фенильных соединений. полимер полистирол происходит из мономера, содержащего фенил, и своими свойствами он обязан жесткости и гидрофобности фенильных групп. Многие лекарства, а также многие загрязняющие вещества содержат фенильные кольца. Одним из простейших фенилсодержащих соединений является фенол, С6ЧАС5ОЙ. Часто говорят, что резонансная устойчивость фенола делает его более сильным кислота чем у алифатический спирты такие как этиловый спирт (пKа = 10 против 16–18). Однако значительный вклад тем больше электроотрицательность из зр2 альфа-углерод в феноле по сравнению с зр3 альфа-углерод в алифатических спиртах.[7]

использованная литература

  1. ^ а б Март, Джерри (1992). Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (4-е изд.). Нью-Йорк: Вили. ISBN  978-0-471-60180-7.
  2. ^ а б «Виртуальный учебник органической химии: ароматичность». Университет штата Мичиган. http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/react3.htm
  3. ^ «фенил: определение фенила на английском языке по словарям Lexico». Получено 24 июля 2019.
  4. ^ Макмерри, Джон Э. (2009). Органическая химия, расширенное издание. Cengage Learning. п. 518. ISBN  9781111790042.
  5. ^ Hansch, Corwin .; Лев, А .; Taft, R. W. (1991-03-01). «Обзор констант заместителей Гаммета, резонансных и полевых параметров». Химические обзоры. 91 (2): 165–195. Дои: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. Дои:10.1021 / jo00231a035. ISSN  0022-3263.
  7. ^ Сильва, Педро Хорхе (2009). «Индуктивные и резонансные эффекты на кислотности фенола, енолов и карбонильных α-атомов водорода». Журнал органической химии. 74 (2): 914–916. Дои:10.1021 / jo8018736. ISSN  0022-3263. PMID  19053615.

внешние ссылки