Trinorbornan • Arkady Kuramshin • Videnskabeligt billede af dagen om "Elements" • Kemi

Trinorbornan

Billedet viser strukturen af ​​et af de mindste polycycliske carbonhydrider opnået eksperimentelt – C11H16eller tetracyclo [5.2.2.01,6.04,9] undecane ("undecane" – betyder at kulstofskeletet består af 11 carbonatomer, fra Gr. ένδεκα "elleve"; "tetracyclo" – at skeletet kan repræsenteres i form af fire cyklusser; tallene i firkantede parenteser og indekserne over dem angiver hvilke carbonatomer i fælles cykler der er fælles, hvilke hoppere er der osv.). På grund af det faktum, at skeletet af denne forbindelse kan repræsenteres som overlejringen af ​​tre carbonhydridfragmenter af norbornan, modtog den det trivielle navn "trinorbornan". Trinorbornan udviser aksial chiralitet (det er en type optisk isomerisme, som forekommer som et resultat af ikke-planarrangement af substituenter i forhold til en bestemt akse, chiralakseaksen) og kan derfor eksistere som to enantiomerer. Tre norbornanske fragmenter er markeret med gul, rød og blå. Nummereringen af ​​carbonatomer i det venstre fragment af figuren er givet på baggrund af reglerne i IUPAC-nomenklaturen. Tegn 1-Sen og 1-Ren forskellige spejlisomerer er angivet.

Indtil for nylig eksisterede denne polycykliske forbindelse, hvis hårde kulstofskelet er under intens stress, kun i computerdatabasen af ​​potentielt eksisterende forbindelser The Chemical Universe Database (se GDB Databases). Et af sådanne baser, GDB-11, indeholder alle mulige molekyler, hvis skelet består af 11 atomer carbon, nitrogen, oxygen eller fluor.

Organiske kemikere har en lang tradition for at udforske det "kemiske univers" (se kemisk rum) i søgningen efter metoder til syntetisering og opnåelse af komplekse, symmetriske og hyggelige kulbrinter. Eksempler på sådanne smukke syntetiske mål er Everest Chemistry of Hydrocarbons – dodecahedran, der først blev syntetiseret i 1982, tris-homocuban, opnået i 1970, og isomerne Brexan og Brendan, som blev syntetiseret i 1965.

Eksempler på kendte polycycliske carbonhydrider med et stift og anstrengt carbonhydridskelet: 2 – dodecahedran, 3 – Trisgomokuban, 4 – Brexan og 5 – isomert mærke Figur fra L. D. Bizzine et al., 2017. Syntese af trinorbornan

Marcel Mayor (Marcel Mayor) med kolleger fra universitetet i Basel, efter at have studeret basen GDB-11, fandt det teoretisk muligt at eksistere kun 124 polycycliske carbonhydrider med skeletet C11 med tre- og fire-ledede cyklusser.Det viste sig, at kun tre af dem ikke blev syntetiseret eller ikke blev fundet som fragmenter af forbindelser af naturlig oprindelse. Først og fremmest blev forskere tiltrukket af strukturen af ​​trinorbornan. Faktum er, at denne forbindelse er et sjældent eksempel på manifestationen af ​​aksial chiralitet. Derfor kan trinorbornan eksistere som to spejlisomerer – enantiomerer uden at have chirale carbonatomer.

Forskere opnåede trinorbornan som en racemisk blanding – en ækvimolær blanding af to optiske isomerer. Det blev opnået i ni trin med et samlet udbytte på 7%, hvilket er meget godt for en sådan kompleks struktur. Strukturen af ​​forbindelserne der danner den racemiske blanding er blevet undersøgt og verificeret under anvendelse af nukleare magnetiske resonansteknikker 1H og 13C og høj opløsning massespektrometri. De schweiziske forskers planer om at opnå de rene enantiomerer af trinorbornan.

Retrosyntetisk analyse af trinorbornan. Ved retrosyntetisk analyse analyseres det sædvanligvis ud fra hvilken forstadie målproduktet kan opnås, hvorefter denne forstadie kan syntetiseres og så videre.derfor på disse og andre retrosyntetiske analysesystemer er pilene ikke rettet i retning af målproduktet, men i modsat retning. Se også Diels-Alder enzymatisk reaktion: i en lektion med naturen. Figur fra L. D. Bizzine et al., 2017. Syntese af trinorbornan

Figur fra L. D. Bizzine et al., 2017. Syntese af trinorbornan.

Arkady Kuramshin


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: