Cyclobutane संरचना, गुण, उपयोग और संश्लेषण

cyclobutane एक हाइड्रोकार्बन है जिसमें चार-कार्बन साइक्लोकेन होते हैं, जिसका आणविक सूत्र C है₄एच₈. इसे चार सीएच इकाइयाँ मानते हुए टेट्रामेथिलीन भी कहा जा सकता है₂ वर्ग ज्यामिति के साथ एक अंगूठी बनाते हैं, हालांकि नाम cyclobutane अधिक स्वीकृत और ज्ञात है.

कमरे के तापमान पर यह एक रंगहीन, ज्वलनशील गैस है जो एक उज्ज्वल लौ के साथ जलती है। जब इसे जलाया जाता है तो इसका सबसे आदिम उपयोग गर्मी के स्रोत के रूप में होता है; हालाँकि, इसका संरचनात्मक आधार (वर्ग) गहरे जैविक और रासायनिक पहलुओं को शामिल करता है, और उक्त यौगिकों के गुणों के साथ एक निश्चित तरीके से सहयोग करता है.

ऊपरी छवि एक वर्ग संरचना के साथ एक साइक्लोबुटेन अणु दिखाती है। अगले भाग में हम बताएंगे कि यह रचना अस्थिर क्यों है, क्योंकि इसके लिंक तनावग्रस्त हैं.

साइक्लोप्रोपेन के बाद, यह सबसे अस्थिर साइक्लोकेन है, क्योंकि अंगूठी का आकार जितना छोटा होगा, उतना ही अधिक प्रतिक्रियाशील होगा। इसके अनुसार साइक्लोब्यूटेन पेंटेन और हेक्सेन चक्रों की तुलना में अधिक अस्थिर है। हालांकि, इसके डेरिवेटिव में एक चौकोर कोर या दिल को देखने के लिए उत्सुक है, जो कि, जैसा कि देखा जाएगा, गतिशील है.

सूची

• साइक्लोबुटेन की 1 संरचना
  • १.१ तितलियों या झुर्रियों के अनुरूप
  • 1.2 इंटरमॉलिक्युलर बातचीत
• 2 गुण
  • २.१ शारीरिक रूप
  • २.२ आणविक द्रव्यमान
  • 2.3 क्वथनांक
  • 2.4 गलनांक
  • 2.5 फ़्लैश बिंदु
  • 2.6 घुलनशीलता
  • 2.7 घनत्व
  • 2.8 वाष्प घनत्व
  • 2.9 वाष्प दाब
  • 2.10 अपवर्तक सूचकांक
  • 2.11 दहन थाल्पी
  • 2.12 प्रशिक्षण गर्मी
• 3 सारांश
• 4 उपयोग
• 5 संदर्भ

साइक्लोबुटेन की संरचना

पहली छवि में, साइक्लोबुटेन की संरचना को एक सरल कार्बन-हाइड्रोजनीकृत वर्ग के रूप में संपर्क किया गया था। हालांकि, इस पूर्ण वर्ग में कक्षा अपने मूल कोणों के एक गंभीर मोड़ से गुजरती है: वे 90 डिग्री के कोण से अलग हो जाते हैं, जबकि कार्बन संकरण के लिए 109.5 ° sp संकरण होता है।³ (कोणीय तनाव).

कार्बन परमाणु³ वे टेट्राहेड्रल हैं, और कुछ टेट्राहेड्रों के लिए 90 वा कोण बनाने के लिए अपने दोनों ऑर्बिटल्स को फ्लेक्स करना मुश्किल होगा; लेकिन यह स्पैन संकरण के साथ कार्बन के लिए और भी अधिक होगा² (120 () और sp (180 sp) अपने मूल कोणों को विक्षेपित करते हैं। इस कारण से cyclobutane में कार्बन परमाणु होते हैं³ संक्षेप में.

इसी तरह, हाइड्रोजन परमाणु एक दूसरे के बहुत करीब हैं, जो अंतरिक्ष में ग्रहण करते हैं। इससे स्टायरिक बाधा में वृद्धि होती है, जो अपने उच्च मरोड़ वाले तनाव के कारण वर्ग धारणा को कमजोर करता है.

इसलिए, कोणीय और मरोड़ वाले तनाव (शब्द 'कुंडलाकार तनाव' में समझाया गया) सामान्य स्थिति में इस रचना को अस्थिर बनाते हैं.

Ciclobutano का अणु दोनों तनावों को कम करने के तरीके के लिए दिखेगा, और इसे प्राप्त करने के लिए तितली या झुर्रीदार रचना (अंग्रेजी में, puckered) के रूप में जाना जाता है।.

तितली या झुर्रीदार अनुरूपता

साइक्लोबुटेन की वास्तविक पुष्टि ऊपर दिखाई गई है। उनमें कोणीय और मरोड़ वाले तनाव कम हो जाते हैं; चूंकि, जैसा कि देखा जा सकता है, अब सभी हाइड्रोजन परमाणुओं को ग्रहण नहीं किया गया है। हालांकि, एक ऊर्जा लागत है: इसके लिंक के कोण को तेज किया जाता है, अर्थात, यह 90 से 88º तक नीचे चला जाता है.

ध्यान दें कि इसकी तुलना एक तितली से की जा सकती है, जिसके त्रिकोणीय पंख तीन कार्बन परमाणुओं द्वारा बनते हैं; और चौथा, प्रत्येक विंग के संबंध में 25 at के कोण पर तैनात है। डबल सेंस वाले तीरों से संकेत मिलता है कि दोनों कंफर्मर्स के बीच संतुलन है। यह ऐसा है मानो तितली नीचे आई और अपने पंखों को उठा लिया.

साइक्लोब्यूटेन डेरिवेटिव में, दूसरी ओर, इस स्पंदन से बहुत धीमी और स्थानिक रूप से प्रभावित होने की उम्मीद की जाएगी.

इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन

मान लीजिए कि आप कुछ क्षणों के लिए वर्गों को भूल जाते हैं, और उन्हें कार्बोनेटेड तितलियों के बजाय प्रतिस्थापित करते हैं। इनकी फड़फड़ाहट को केवल लंदन के फैलाव बलों द्वारा तरल में एक साथ रखा जा सकता है, जो उनके पंखों के क्षेत्र और उनके आणविक द्रव्यमान के आनुपातिक हैं.

गुण

शारीरिक रूप

रंगहीन गैस.

आणविक द्रव्यमान

56.107 ग्राम / मोल.

क्वथनांक

12.6 ° से। इसलिए, ठंड की स्थिति में इसे किसी भी तरल के रूप में सिद्धांत में हेरफेर किया जा सकता है; एकमात्र विस्तार के साथ, कि यह अत्यधिक अस्थिर होगा, और फिर भी इसके वाष्प खाते में लेने के लिए एक जोखिम का प्रतिनिधित्व करेंगे.

गलनांक

-91 डिग्री सेल्सियस.

इग्निशन पॉइंट

बंद कप के साथ 50C.

घुलनशीलता

पानी में अघुलनशील, जो आश्चर्यचकित नहीं है कि इसकी अपोलर प्रकृति को देखते हुए; लेकिन, यह अल्कोहल, ईथर और एसीटोन में थोड़ा घुलनशील है, जो कम ध्रुवीय सॉल्वैंट्स हैं। यह कार्बन टेट्राक्लोराइड, बेंजीन, जाइलीन, आदि जैसे एपोलर सॉल्वैंट्स में तार्किक रूप से (हालांकि रिपोर्ट नहीं किया गया) घुलनशील होने की उम्मीद है।.

घनत्व

5ºC पर 0,7125 (पानी के 1 के संबंध में).

वाष्प का घनत्व

1.93 (हवा के 1 के संबंध में)। इसका मतलब है कि यह हवा की तुलना में सघन है, और इसलिए, जब तक कि धाराएं नहीं हैं, इसकी प्रवृत्ति को चढ़ना नहीं होगा.

भाप का दबाव

25ºC पर 1180 mmHg.

अपवर्तनांक

1.3625 से 29036C.

दहन आफत

-655.9 केजे / मोल.

प्रशिक्षण गर्मी

6.6 किलो कैलोरी / मोल 25ºC पर.

संश्लेषण

साइक्लोबुटेन को साइक्लोबुटैडिन के हाइड्रोजनीकरण द्वारा संश्लेषित किया जाता है, जिसकी संरचना लगभग समान है, एकमात्र अंतर यह है कि इसमें एक डबल बॉन्ड है; और इसलिए, यह और भी अधिक प्रतिक्रियाशील है। यह संभवतः इसे प्राप्त करने का सबसे सरल सिंथेटिक मार्ग है, या कम से कम केवल इसके लिए और व्युत्पन्न के लिए नहीं.

क्रूड में इसे प्राप्त करने की संभावना नहीं है क्योंकि यह इस तरह से प्रतिक्रिया करेगा कि यह रिंग को तोड़ देगा और लाइन चेन का निर्माण होगा, अर्थात एन-ब्यूटेन.

साइक्लोब्यूटेन प्राप्त करने के लिए एक और तरीका है पराबैंगनी विकिरण को एथिलीन, सीएच के अणुओं को प्रभावित करना₂= सीएच₂, जो मंद होते हैं। यह प्रतिक्रिया फोटोकॉमिक रूप से पसंदीदा है, लेकिन थर्मोडायनामिक रूप से नहीं:

उपरोक्त छवि बहुत अच्छी तरह से संक्षेप में बताती है कि ऊपर दिए गए पैराग्राफ में क्या कहा गया था। यदि एथिलीन के बजाय, उदाहरण के लिए, किसी भी दो alkenes, एक प्रतिस्थापित cyclobutane प्राप्त किया जाएगा; या जो समान है, साइक्लोबुटेन का व्युत्पन्न है। वास्तव में, दिलचस्प संरचनाओं के साथ कई व्युत्पन्न इस विधि द्वारा संश्लेषित किए गए हैं.

अन्य व्युत्पन्न, हालांकि, जटिल सिंथेटिक चरणों की एक श्रृंखला शामिल करते हैं। इसलिए, कार्बनिक संश्लेषण के लिए साइक्लोब्यूटेन (उनके डेरिवेटिव के रूप में कहा जाता है) का अध्ययन किया जाता है.

अनुप्रयोगों

गर्मी के स्रोत के रूप में सेवा करने की तुलना में अकेले साइक्लोबुटेन का कोई और उपयोग नहीं है; लेकिन, इसके व्युत्पन्न, औषधीय, जैव प्रौद्योगिकी और चिकित्सा में अनुप्रयोगों के साथ कार्बनिक संश्लेषण में जटिल क्षेत्रों में प्रवेश करते हैं। बहुत जटिल संरचनाओं में तल्लीन किए बिना, पेनिट्राइम्स और ग्रांडिसोल साइक्लोब्यूटेन के उदाहरण हैं.

Cyclobutanes में आम तौर पर गुण होते हैं जो बैक्टीरिया, पौधों, समुद्री अकशेरुकीय और कवक के चयापचय के लिए फायदेमंद होते हैं। वे जैविक रूप से सक्रिय हैं, और यही कारण है कि उनके उपयोग बहुत विविध और निर्दिष्ट करने में कठिन हैं, क्योंकि प्रत्येक का कुछ जीवों पर इसका विशेष प्रभाव पड़ता है.

उदाहरण के लिए, ग्रांडिसोल एक फेरोमोन फेरोमोन (बीटल का एक प्रकार) है। ऊपर, और अंत में, इसकी संरचना को दिखाया गया है, साइक्लोबुटेन के एक वर्ग आधार के साथ एक मोनोटेरेपिन माना जाता है.

संदर्भ

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