Ciclopropano
Ciclopropano[1] | |
---|---|
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Ciclopropano | |
Identificadores | |
Número CAS | 75-19-4 |
PubChem | 6351 |
ChemSpider | 6111 |
UNII | 99TB643425 |
KEGG | D03627 |
ChEBI | CHEBI:30365 |
ChEMBL | CHEMBL1796999 |
Imaxes 3D Jmol | Image 1 |
| |
| |
Propiedades | |
Fórmula molecular | C3H6 |
Masa molecular | 42,08 g/mol |
Densidade | 1,879 g/L (1 atm, 0 °C) |
Punto de fusión | −128 °C; −198 °F; 145 K |
Punto de ebulición | −33 °C; −27 °F; 240 K |
Acidez (pKa) | ~46 |
Perigosidade | |
MSDS | External MSDS |
Principais perigos | Moi inflamable Asfixiante |
NFPA 704 | |
Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa. |
O ciclopropano é un hidrocarburo cicloalcano saturado coa fórmula C3H6, que consta de tres átomos de carbono unidos entre si formando un anel triangular, con dous átomos de hidróxeno unidos a cada carbono dando lugar a unha simetría molecular D3h. O ciclopropano e o propeno teñen a mesma fórmula molecular pero as súas estruturas son distintas, polo que son isómeros estruturais.
O ciclopropano é un anestésico cando se inhala. Nas prácticas anestésicas modernas, foi superado por outros compostos, debido á súa extrema reactividade en condicións normais: cando este gas se mestura con oxíxeno hai un risco significativo de explosión.
Historia
[editar | editar a fonte]O ciclopropano descubriuno en 1881 August Freund, que tamén propuxo a súa correcta estrutura.[2] Freund tratou o 1,3-dibromopropano con sodio, causando unha reacción de Wurtz intramolecular que daba lugar directamente ao ciclopropano.[3][4] O rendemento da reacción foi mellorado por Gustavson en 1887 co uso de cinc en vez de sodio.[5] O ciclopropano non tivo aplicacións comerciais ata que Henderson e Lucas descubriron as súas propiedades anestésicas en 1929;[6] a súa produción industrial empezou en 1936.[7]
Anestesia
[editar | editar a fonte]O ciclopropano introduciuse no uso clínico por iniciativa do anestesista norteamericano Ralph Waters, que utilizou un sistema pechado con absorción de dióxido de carbono para conservar este axente tan custoso. O ciclopropano é un axente de cheiro doce non irritante relativamente potente cunha concentración alveolar mínima de 17,5%[8] e un coeficiente de partición sangue/gas de 0,55. Isto significou que a indución de anestesia por inhalación de ciclopropano e oxíxeno fose rápida e non desagradable. Porén, ao final dunha anestesia prolongada os pacientes podían sufrir un rápido descenso da presión sanguínea, que podía orixinar unha arritmia cardíaca; unha reacción chamada "shock de ciclopropano".[9] Por esta razón, e polo seu alto prezo e natureza explosiva,[10] quedou obsoleto como método de anestesia.
Estrutura e enlaces
[editar | editar a fonte]![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Coulson_Moffit_Model.png/150px-Coulson_Moffit_Model.png)
A estrutura triangular do ciclopropano require que os ángulos de enlace entre os enlaces carbono-carbono sexan de 60°. Isto é moito menos que o ángulo termodinamicamente máis estable de 109,5° (para enlaces entre átomos con orbitais hibridados sp3) e orixina unha significativa tensión anular. A molécula ten tamén unha tensión de torsión debido á conformación eclipsada dos seus átomos de hidróxeno. En consecuencia, os enlaces entre os átomos de carbono son considerablemente máis febles que nun alcano típico, e como resultado ten moita maior reactividade.
O enlace entre centros de carbono descríbese xeralmente en termos de enlaces flexionados.[11] Neste modelo os enlaces carbono-carbono flexiónanse cara a fóra para que o ángulo interorbital sexa de 104°. Facendo isto redúcese o nivel de tensión de enlace e iso conséguese por distorsión da hibridación sp3 dos átomos de carbono para que os enlaces C-C teñan un maior carácter
Un modelo alternativo para describir o modo de enlazarse do ciclopropano utiliza diagramas de Walsh e axusta a teoría orbital molecular á luz das evidencias espectroscópicas e simetría de grupo. Neste modelo o ciclopropano descríbese como unha combinación de orbitais de tres centros enlazados de metileno carbenos.
Síntese
[editar | editar a fonte]O ciclopropano producíase inicialmente polo acoplamento de Wurtz, no cal o 1,3-dibromopropano era ciclado utilizando sodio.[3] O rendemento desta reacción pode ser mellorado cambiando ese metal por cinc.[5]
- BrCH2CH2CH2Br + 2 Na → (CH2)3 + 2 NaBr
Ciclopropanación
[editar | editar a fonte]Os aneis de ciclopropano encóntranse en numerosas biomoléculas e fármacos. A formación de aneis de ciclopropano, que se denomina ciclopropanación, é unha activa área da investigación química.
Reaccións
[editar | editar a fonte]Debido ao incrementado carácter
Seguridade
[editar | editar a fonte]O ciclopropano é moi inflamable, pero non é substancialmente máis explosivo que outros alcanos.
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ Merck Index, 11th Edition, 2755.
- ↑ Freund, August (1882) "Über Trimethylen" (On trimethylene), Monatshefte für Chemie … , 3 : 625-635.
- ↑ 3,0 3,1 August Freund (1881). "Über Trimethylen". Journal für Praktische Chemie 26 (1): 625–635. doi:10.1002/prac.18820260125.
- ↑ August Freund (1882). "Über Trimethylen". Monatshefte für Chemie 3 (1): 625–635. doi:10.1007/BF01516828.
- ↑ 5,0 5,1 G. Gustavson (1887). "Ueber eine neue Darstellungsmethode des Trimethylens". J. Prakt. Chem. 36: 300–305. doi:10.1002/prac.18870360127.
- ↑ G. H. W. Lucas and V. E. Henderson (1 August 1929). "A New Anesthetic: Cyclopropane : A Preliminary Report". Can Med Assoc J. 21 (2): 173–5. PMC 1710967. PMID 20317448.
- ↑ H. B. Hass, E. T. McBee, and G. E. Hinds (1936). "Synthesis of Cyclopropane". Industrial & Engineering Chemistry 28 (10): 1178–81. doi:10.1021/ie50322a013.
- ↑ Eger, Edmond I.; Brandstater, Bernard; Saidman, Lawrence J.; Regan, Michael J.; Severinghaus, John W.; Munson, Edwin S. (1965). "Equipotent Alveolar Concentrations of Methoxyflurane, Halothane, Diethyl Ether, Fluroxene, Cyclopropane, Xenon and Nitrous Oxide in the Dog". Anesthesiology 26 (6): 771–777. doi:10.1097/00000542-196511000-00012.
- ↑ JOHNSTONE, M; Alberts, JR (July 1950). "Cyclopropane anesthesia and ventricular arrhythmias.". British heart journal 12 (3): 239–44. PMID 15426685. doi:10.1136/hrt.12.3.239.
- ↑ MacDonald, AG (June 1994). "A short history of fires and explosions caused by anaesthetic agents.". British journal of anaesthesia 72 (6): 710–22. PMID 8024925. doi:10.1093/bja/72.6.710.
- ↑ Eric V. Anslyn and Dennis A. Dougherty. Modern Physical Organic Chemistry. 2006. pages 850-852
- ↑ Knipe, edited by A.C. (2007). March's advanced organic chemistry reactions, mechanisms, and structure. (6th ed. ed.). Hoboken, N.J.: Wiley-Interscience. p. 219. ISBN 0470084944.
- ↑ Allen, Frank H.; Kennard, Olga; Watson, David G.; Brammer, Lee; Orpen, A. Guy; Taylor, Robin (1987). "Tables of bond lengths determined by X-ray and neutron diffraction. Part 1. Bond lengths in organic compounds". Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2 (12): S1–S19. doi:10.1039/P298700000S1.
- ↑ Advanced organic Chemistry, Reactions, mechanisms and structure 3ed. Jerry March ISBN 0-471-85472-7
Véxase tamén
[editar | editar a fonte]Outros artigos
[editar | editar a fonte]- Tetrahedrano - contén catro aneis de ciclopropano fusionados que forman as caras dun tetraedro
- Propelano - contén tres aneis de ciclopropano que comparten un só enlace carbono-carbono central
- Ciclopropeno
- Metilenociclopropano