Ciclopropano - Cyclopropane
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Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido
Ciclopropano |
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Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol )
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CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.000.771 | ||
KEGG | |||
PubChem CID
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UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA )
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Propiedades | |||
C 3 H 6 | |||
Masa molar | 42,08 g / mol | ||
Apariencia | Gas incoloro | ||
Olor | Olor dulce | ||
Densidad | 1.879 g / L (1 atm, 0 ° C) | ||
Punto de fusion | −128 ° C (−198 ° F; 145 K) | ||
Punto de ebullición | −33 ° C (−27 ° F; 240 K) | ||
Acidez (p K a ) | ~ 46 | ||
-39,9 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
Peligros | |||
Principales peligros | Asfixiante altamente inflamable |
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Ficha de datos de seguridad | MSDS externa | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | |||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
El ciclopropano es el cicloalcano con la fórmula molecular (CH 2 ) 3 , que consta de tres grupos metileno (CH 2 ) unidos entre sí para formar un anillo. El pequeño tamaño del anillo crea una tensión sustancial del anillo en la estructura. El ciclopropano en sí es principalmente de interés teórico, pero muchos de sus derivados son de importancia comercial o biológica.
Historia
El ciclopropano fue descubierto en 1881 por August Freund , quien también propuso la estructura correcta de la sustancia en su primer artículo. Freund trató el 1,3-dibromopropano con sodio , lo que provocó una reacción de Wurtz intramolecular que condujo directamente al ciclopropano. Gustavson mejoró el rendimiento de la reacción en 1887 con el uso de zinc en lugar de sodio. El ciclopropano no tuvo aplicación comercial hasta que Henderson y Lucas descubrieron sus propiedades anestésicas en 1929; la producción industrial había comenzado en 1936. En la práctica anestésica moderna, ha sido reemplazada por otros agentes.
Anestesia
El ciclopropano fue introducido en uso clínico por el anestesista estadounidense Ralph Waters, quien utilizó un sistema cerrado con absorción de dióxido de carbono para conservar este costoso agente en ese momento. El ciclopropano es un agente de olor agradable, no irritante y relativamente potente con una concentración alveolar mínima del 17,5% y un coeficiente de partición sangre / gas de 0,55. Esto significó que la inducción de la anestesia por inhalación de ciclopropano y oxígeno fue rápida y no desagradable. Sin embargo, al final de la anestesia prolongada, los pacientes podrían sufrir una disminución repentina de la presión arterial, lo que podría conducir a una arritmia cardíaca : una reacción conocida como "choque de ciclopropano". Por esta razón, además de su alto costo y su naturaleza explosiva, últimamente se utilizó solo para la inducción de la anestesia, y no ha estado disponible para uso clínico desde mediados de los años ochenta. Los cilindros y medidores de flujo fueron de color naranja.
Farmacología
El ciclopropano es inactivo en los receptores GABA A y glicina y, en cambio, actúa como un antagonista del receptor NMDA . También inhibe el receptor AMPA y los receptores nicotínicos de acetilcolina y activa ciertos canales de K 2P .
Estructura y vinculación
La estructura triangular del ciclopropano requiere que los ángulos de enlace entre los enlaces covalentes carbono-carbono sean de 60 °. La molécula tiene simetría molecular D 3h . Además de la tensión del anillo, la molécula también tiene tensión de torsión debido a la conformación eclipsada de sus átomos de hidrógeno. Como tal, los enlaces entre los átomos de carbono son considerablemente más débiles que en un alcano típico , lo que resulta en una reactividad mucho mayor.
La unión entre los centros de carbono se describe generalmente en términos de enlaces doblados . En este modelo, los enlaces carbono-carbono se doblan hacia afuera de modo que el ángulo interorbital es de 104 °. Una consecuencia inusual de los enlaces doblados es que mientras que los enlaces CC en el ciclopropano son más débiles de lo normal, los átomos de carbono también están más juntos que en un enlace alcano regular: 151 pm frente a 153 pm ( enlace alqueno promedio : 146 pm).
La deslocalización de los seis electrones de los tres enlaces CC σ del ciclopropano se dio como una explicación de la cepa solo ligeramente mayor del ciclopropano ("solo" 27,6 kcal / mol) en comparación con el ciclobutano (26,2 kcal / mol) con ciclohexano como referencia con E str = 0 kcal / mol. Esta estabilización se denomina aromaticidad σ, en contraste con la aromaticidad π habitual, que, por ejemplo, es un efecto altamente estabilizador en benceno . Otros estudios no apoyan el papel de la σ-aromaticidad en el ciclopropano y la existencia de una corriente de anillo inducida; tales estudios proporcionan una explicación alternativa para la estabilización energética y el comportamiento magnético anormal del ciclopropano.
Síntesis
El ciclopropano se produjo por primera vez mediante un acoplamiento de Wurtz , en el que se cicló 1,3-dibromopropano utilizando sodio . El rendimiento de esta reacción se puede mejorar mediante el uso de zinc como agente deshalogenante y yoduro de sodio como catalizador.
- BrCH 2 CH 2 CH 2 Br + 2 Na → (CH 2 ) 3 + 2 NaBr
La preparación de anillos de ciclopropano se denomina ciclopropanación .
Ciclopropanos
Los derivados de ciclopropano son numerosos. Muchas biomoléculas y fármacos presentan el anillo de ciclopropano. Un ejemplo famoso es el ácido aminociclopropano carboxílico , que es el precursor del etileno , una hormona vegetal. Los piretroides son la base de muchos insecticidas. Se conocen varios ácidos grasos de ciclopropano .
Reacciones
Debido al carácter π aumentado de sus enlaces CC, el ciclopropano puede reaccionar como un alqueno en ciertos casos. Por ejemplo, se somete a hidrohalogenación con ácidos minerales para dar haluros de alquilo lineales. Los ciclopropanos sustituidos también reaccionan, siguiendo la regla de Markovnikov . Ciclopropanos sustituidos pueden oxidativamente añadir a metales de transición , en un proceso referido como activación C-C .
Los grupos ciclopropilo adyacentes a los grupos vinilo pueden sufrir reacciones de expansión de anillo . Los ejemplos incluyen la transposición de vinilciclopropano y la transposición de divinilciclopropano-cicloheptadieno . Esta reactividad se puede aprovechar para generar compuestos cíclicos inusuales, como los ciclobutenos , o especies bicíclicas como el ciclohepteno que se muestra a continuación.
Seguridad
El ciclopropano es muy inflamable. Sin embargo, a pesar de su energía de tensión, no es sustancialmente más explosivo que otros alcanos .
Ver también
- El tetraedro contiene cuatro anillos de ciclopropano fusionados que forman las caras de un tetraedro.
- El propellano contiene tres anillos de ciclopropano que comparten un único enlace carbono-carbono central.
- Ciclopropeno
- Metilenciclopropano