المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10619 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Addition of Carbenes to Alkenes: Cyclopropane Synthesis  
  
7616   04:57 مساءً   date: 22-5-2017
Author : John McMurry
Book or Source : Organic Chemistry
Page and Part : 9th. p 245


Read More
Date: 4-7-2019 1466
Date: 23-5-2017 1600
Date: 8-1-2020 1430

Addition of Carbenes to Alkenes: Cyclopropane Synthesis

Yet another kind of alkene addition is the reaction with a carbene to yield a cyclopropane. A carbene, R2C:, is a neutral molecule containing a divalent carbon with only six electrons in its valence shell. It is therefore highly reactive and generated only as a reaction intermediate, rather than as an isolable molecule.

Because they’re electron-deficient, carbenes behave as electrophiles and react with nucleophilic C=C bonds. The reaction occurs in a single step without intermediates.

One of the simplest methods for generating a substituted carbene is by treatment of chloroform, CHCl3, with a strong base such as KOH. As shown in Figure 1.1, the loss of a proton from CHCl3 gives trichloromethanide anion, -:CCl3, which spontaneously expels a Cl- ion to yield dichlorocarbene, :CCl2.

Figure 1.1 :Mechanism of the formation of dichlorocarbene by reaction of chloroform with strong base. Deprotonation of CHCl3 gives the trichloromethanide anion, -- :CCl3, which spontaneously expels a Cl- ion.

 The carbon atom in dichlorocarbene is sp2-hybridized, with a vacant p orbital extending above and below the plane of the three atoms and with an unshared pair of electrons occupying the third sp2 lobe. Note that this electronic description of dichlorocarbene is similar to that of a carbocation with respect to both the sp2 hybridization of carbon and the vacant p orbital. Electrostatic potential maps further illustrate this similarity (Figure 1.2).

 

Figure 1.2 The structure of dichlorocarbene. Electrostatic potential maps show how the positive region coincides with the empty p orbital in both dichlorocarbene and a carbocation (CH3+). The negative region in the dichlorocarbene map coincides with the lone-pair electrons.

If dichlorocarbene is generated in the presence of an alkene, addition to the double bond occurs and a dichlorocyclopropane is formed. As the reaction of dichlorocarbene with cis-2-pentene demonstrates, the addition is stereospecific, meaning that only a single stereoisomer is formed as product. Starting from a cis alkene, for instance, only cis-disubstituted cyclopropane is produced; starting from a trans alkene, only trans-disubstituted cyclopropane is produced.

If dichlorocarbene is generated in the presence of an alkene, addition to the double bond occurs and a dichlorocyclopropane is formed. As the reaction of dichlorocarbene with cis-2-pentene demonstrates, the addition is stereospecific, meaning that only a single stereoisomer is formed as product. Starting from a cis alkene, for instance, only cis-disubstituted cyclopropane is produced; starting from a trans alkene, only trans-disubstituted cyclopropane is produced.

The best method for preparing nonhalogenated cyclopropanes is by a process called the Simmons–Smith reaction. First investigated at the DuPont company, this reaction does not involve a free carbene. Rather, it utilizes a carbenoid—a metal-complexed reagent with carbene-like reactivity.

When diiodomethane is treated with a specially prepared zinc–copper mix, (iodomethyl)zinc iodide, ICH2ZnI, is formed. In the presence of an alkene, ICH2ZnI transfers a CH2 group to the double bond to yield cyclopropane.

For example, cyclohexene reacts cleanly and with good yield to give the corresponding cyclopropane.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .