stringtranslate.com

Циклобутан

Циклобутан представляет собой циклоалкан и органическое соединение формулы (CH 2 ) 4 . Циклобутан представляет собой бесцветный газ и коммерчески доступен в виде сжиженного газа . Производные циклобутана называются циклобутанами. Сам циклобутан не имеет коммерческого или биологического значения, но более сложные производные важны в биологии и биотехнологии. [1]

Состав

Углы связи между атомами углерода значительно напряжены и поэтому имеют более низкие энергии связи , чем родственные линейные или ненапряженные углеводороды, например бутан или циклогексан . По существу, циклобутан нестабилен при температуре выше 500 °C.

Четыре атома углерода в циклобутане не копланарны; вместо этого кольцо обычно принимает сложенную или «сморщенную» форму . [2] Это означает, что угол CCC меньше 90°. Один из атомов углерода образует угол 25° с плоскостью, образованной тремя другими атомами углерода. Таким образом, некоторые затменные взаимодействия уменьшаются. Форма также известна как «бабочка». Эквивалентные сморщенные конформации взаимно преобразуются:

Циклобутаны в биологии и биотехнологии

Пентациклоанаммоксовая кислота

Несмотря на присущую ему нагрузку, мотив циклобутана действительно встречается в природе. Одним из примеров является пентациклоанаммоксовая кислота [3] , которая представляет собой ладдеран , состоящий из 5 конденсированных циклобутановых звеньев. Предполагаемая деформация этого соединения в 3 раза выше, чем у циклобутана. Это соединение обнаружено у бактерий, осуществляющих процесс анаммокса , где оно образует часть плотной и очень плотной мембраны, которая, как полагают, защищает организм от токсичного гидроксиламина и гидразина , участвующих в производстве азота и воды из нитрит- ионов и аммиака . [4] Некоторые родственные фенестраны также встречаются в природе. [ нужна цитата ]

Циклобутановые фотодимеры (ЦПД) образуются в результате фотохимических реакций , которые приводят к соединению двойных связей C=C пиримидинов . [5] [6] [7] Димеры тимина (димеры ТТ), образующиеся между двумя тиминами, являются наиболее распространенными из CPD. CPD легко репарируются ферментами эксцизионной репарации нуклеотидов . У большинства организмов их также можно восстановить с помощью фотолиаз — семейства светозависимых ферментов. Пигментная ксеродерма — это генетическое заболевание, при котором повреждения не поддаются восстановлению, что приводит к изменению цвета кожи и опухолям, вызванным воздействием УФ-излучения .

Фотодимеры, производные тимина.

Карбоплатин — популярный противораковый препарат , полученный из циклобутан-1,1-дикарбоновой кислоты.

Подготовка

Существует множество методов получения циклобутанов. Алкены димеризуются при облучении УФ-светом. 1,4-Дигалогенбутаны при дегалогенировании с восстановителями металлов превращаются в циклобутаны.

Циклобутан был впервые синтезирован в 1907 году Джеймсом Брюсом и Ричардом Вильштеттером путем гидрирования циклобутен в присутствии никеля. [8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Цви Раппопорт, Джоэл Ф. Либман, изд. (2005). Химия циклобутанов . Химия функциональных групп ПАТАИ. Джон Уайли и сыновья. дои : 10.1002/0470864028. ISBN 9780470864029.
  2. ^ «Циклобутан». Британская энциклопедия . Проверено 8 июля 2022 г.
  3. ^ Дж. С. Синнингхе Дамсте, М. Строус, WIC Rijpstra, EC Hopmans, JAJ Geenevasen, ACT van Duin, LA van Niftrik и MSM Jetten (2002). «Линейно сцепленные циклобутановые липиды образуют плотную бактериальную мембрану». Природа . 419 (6908): 708–712. Бибкод : 2002Natur.419..708S. дои : 10.1038/nature01128. PMID  12384695. S2CID  4373854.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Винсент Масцитти и Э. Дж. Кори (2006). «Энантиоселективный синтез пентациклоанаммоксовой кислоты». Варенье. хим. Соц. 128 (10): 3118–9. дои : 10.1021/ja058370g. ПМИД  16522072. Авторы утверждают, что способ биосинтеза весьма загадочный.
  5. ^ РБ Сетлоу (1966). «Пиримидиновые димеры циклобутанового типа в полинуклеотидах». Наука . 153 (3734): 379–386. Бибкод : 1966Sci...153..379S. дои : 10.1126/science.153.3734.379. PMID  5328566. S2CID  11210761.
  6. ^ Обзоры экспертов по молекулярной медицине (2 декабря 2002 г.). «Структура основных фотопродуктов, индуцированных УФ-излучением, в ДНК» (PDF) . Издательство Кембриджского университета. Архивировано из оригинала (PDF) 21 марта 2005 года . Проверено 16 августа 2009 г.
  7. ^ Кристофер Мэтьюз; К.Э. Ван Хольде (1990). Биохимия (2-е изд.). Публикация Бенджамина Каммингса. п. 1168. ИСБН 978-0-8053-5015-9.
  8. ^ Ричард Вильштеттер; Джеймс Брюс (1907). «Zur Kenntnis der Cyclobutanreihe» [О наших знаниях о циклобутановом ряду]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 40 (4): 3979–3999. дои : 10.1002/cber.19070400407.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с циклобутаном .