Fenil grupa

Fenil grupa ili fenil prsten – u organskoj hemiji – ciklična hemijska grupa sa formulom C₆H₅. Fenil grupe blisko srodne benzenu i mogu se posmatrati kao benzenski prsten, umanjen za vodik, koji služi kao funkcijska grupa. Fenil grupe imaju šest atoma ugljika , zajedno vezanih u heksagonski planarni prsten, od kojih je pet vezano za pojedinačne atome, a preostali ugljik vezan je za supstituent. Fenil grupe su uobičajena pojava u organskoj hemiji.^[1] Iako se često prikazuju s naizmjenično dvostrukim i jednostrukim vezama, fenil grupe su hemijski aromatske i imaju dužine približno jednake vezama između atoma ugljika u prstenu.^[1]^[2]

Struktura fenil grupe vezane za "R" grupu

Nomenklatura

Obično je "fenil grupa" sinonimna sa C₆H₅– i predstavljena simbolom Ph ili, arhajski, Φ. Benzen se ponekad označava kao PhH. Fenil grupe su općenito zakačene za ostale atome ili grupe. Naprimjer, trifenilmetan (Ph₃CH) ima tri fenil grupe vezane za isti ugljični centar. Mnogi ili čak većina fenilskih spojeva nisu opisani uključivanjem termina fenil. Za primjer, hloro- izvedenica C₆H₅Cl normalno se zove hlorobenzen, iako bi se mogla označiti kao fenil hlorid. U posebnim (ali rijetkim) slučajevima, otkrivene su i izolirane fenil grupe: fenil anion (C₆H₅⁻), fenil kation (C₆H₅⁺), fenill radikal (C₆H₅^·).π

Kako se Ph i fenil jedinstveno označavaju C₆H₅, supstituirane izvedenice također se opisuju upotrebom fenilske terminologije. Naprimjer, O₂NC₆H₄ je nitrofenil, a F₅C₆ je pentafluorofenil. Monosupstituirane fenil grupe (to jest, disupstituiranibenzeni) su povezane sa reakcijom elektrofilne aromatske supstitucije i proizvodi prate prstenski obrazac supstitucije. Dakle, dati fenil spoj ima tri izomera: orto (1,2-disupstitucija), meta (1,3-disupstitucija) i para (1,4-disupstitucija). Disupstituirani fenil spoj (trisupstituirani benzen) može biti, na primjer, 1,3,5-trisupstituirani ili 1,2,3-trisupstituirani. Viši stupnjevi supstitucije, od kojih je primjer pentafluorofenil grupa, postoje, a nazvani prema IUPAC nomenklaturi.

Etimologija

Termin fenil je izveden iz francuske riječi phényle, koja potiče od grčke phaino = svjetleći, kako su prvi fenil spojevi nazvani po proizvodima izrade i usavršavanja raznih plinova koji se koriste za rasvjetu.^[3]

Struktura, vezanje i karakterizacija

Fenilski spojevi su izvedeni iz benzena (C₆H₆), barem konceptualno i često u smislu njihove proizvodnje. Što se tiče njegovih elektronskih svojstava, fenil grupa je srodna sa vinil grupom. To se obično smatra induktivnim povlačenjem grupa (-I), zbog veće elektronegativnosti sp² atoma ugljika i rezonance donirajuće grupe (+M), te uticaja na sposobnost svojih π sistema da doniraju gustinu elektrona, kada je konjugacija moguća.^[4] Fenil grupa je hidrpofobna. Fenil grupe imaju tendenciju da se odupru oksidaciji i redukciji. Kao i svi aromatski spojevi, poboljšavaju stabilnost u odnosu na ekvivalentno vezanje u alifatskim (ne-aromatskim) grupama. Ova povećana stabilnost se javlja zbog jedinstvenosti aromatskog svojstva molekulskih orbitala.^[2] Dužina veze između ugljikovih atoma i fenil grupe je približno 1,4 Å.^[5] U ¹H-NMR spektroskopiji, protoni fenil grupe tipski imaju kemijski pomak oko 7,27 ppm. Ovi hemijski pomaci su pod uticajem tekućeg aromatskog prstena i mogu se promijeniti ovisno o supstituenatima.

Dobijanje, ispoljavanje i primjena

Fenil grupe su obično uvedene koristeći reagense koji se ponašaju kao izvori fenil aniona ili fenil kationa. Predstavnički reagensi uključuju fenil-litij (C₆H₅Li) and phenylmagnesium bromide (C₆H₅MgBr). Elektrofili djeluju na benzen dajući izvedenice:

C₆H₆ + E⁺ → C₆H₅E + H⁺

gdje je E⁺ ("elektrofil") = Cl⁺, NO₂⁺, SO₃. Ove raakcije zovu s elektrofilne aromatske supstitucije.

Reprezentativni spojevi koji sadrže fenil grupe
Atorvastatin (Lipitor), blokator lijekova koji sadrži dvije fenil i jednu p-fluorfenil grupu. Ona se koristi za snižavanje holesterola kod osoba s hiperholesterolemijom
Feksofenadin (Allegra, Telfast), drugi blokatorski lijek, čija svojstva određuje feadifenilmetil grupa, kao i grupa p-fenilen (C₆H₄). Ovo je antihistamin kojim se tretiraju alergije.
Fenilalanin, uobičajena aminokiselina
Bifenil sadrži dvije fenil grupe. Dva prstena nisu koplanarna.
Hlorobenzen (ili fenil hlorid), rastvarač

Fenil grupe nalaze se u mnogim organskim spojevima, kako prirodnim tako i sintetičkim (vidi sliku). Najčešći među prirodnim proizvodima je aminokiselina fenilalanin, koji sadrži fenil grupu. Glavni proizvod petrohemijske industrije je "BTX" koji se sastoji od benzena, toluena i ksilena – od kojih su svi gradivni blokovi za fenilski spojevi. Polimer polistiren je izveden iz fenilskih monomera sadrži i duguje svoju svojstva krutosti i hidrofobnosti fenil grupa. Mnogi lijekov, kao i mnogi zagađivači sadrže fenilski prsten. Jedan od najjednostavnijih spojeva koji sadrže fenil je fenol, C₆H₅OH. Često se kaže da je rezonancna stabilnosti fenola čini jačim kiseline nego alifatski spojevi alkoholi, kao što je etanol (pK _a = 10 vs. 16-18). Međutim, značajan doprinos je veća elektronegativnosti sp² alfa ugljika u fenolu u odnosu na sp³ alfa ugljika u alifatskim alkoholima.^[6]

Također pogledajte

Fenol
Benzil

Reference

^ ^a ^b March, Jerry (1992). Advanced organic chemistry : reactions, mechanisms, and structure (4th izd.). New York: Wiley. ISBN 0-471-60180-2.
^ ^a ^b "Virtual Textbook of Organic Chemistry: Aromaticity". Michigan State University. http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/react3.htm
^ "phenyl: definition of phenyl in Oxford dictionary (American English) (US)". Arhivirano s originala, 4. 3. 2016. Pristupljeno 3. 3. 2016.
^ Hansch, Corwin.; Leo, A.; Taft, R. W. (1. 3. 1991). "A survey of Hammett substituent constants and resonance and field parameters". Chemical Reviews. 91 (2): 165–195. doi:10.1021/cr00002a004. ISSN 0009-2665.
^ Hameka, Hendrik F. (1987). "Computation of the structures of the phenyl and benzyl radicals with the UHF method". The Journal of Organic Chemistry. 52 (22): 5025–5026. doi:10.1021/jo00231a035. ISSN 0022-3263.
^ Silva, Pedro Jorge (2009). "Inductive and Resonance Effects on the Acidities of Phenol, Enols, and Carbonyl α-Hydrogens". The Journal of Organic Chemistry. 74 (2): 914–916. doi:10.1021/jo8018736. ISSN 0022-3263.

Vanjski linkovi

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Fenil grupa

[March-1] March, Jerry (1992). Advanced organic chemistry : reactions, mechanisms, and structure (4th izd.). New York: Wiley. ISBN 0-471-60180-2.

[MSU-2] "Virtual Textbook of Organic Chemistry: Aromaticity". Michigan State University. http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/react3.htm

[3] "phenyl: definition of phenyl in Oxford dictionary (American English) (US)". Arhivirano s originala, 4. 3. 2016. Pristupljeno 3. 3. 2016.

[4] Hansch, Corwin.; Leo, A.; Taft, R. W. (1. 3. 1991). "A survey of Hammett substituent constants and resonance and field parameters". Chemical Reviews. 91 (2): 165–195. doi:10.1021/cr00002a004. ISSN 0009-2665.

[Hameka1987-5] Hameka, Hendrik F. (1987). "Computation of the structures of the phenyl and benzyl radicals with the UHF method". The Journal of Organic Chemistry. 52 (22): 5025–5026. doi:10.1021/jo00231a035. ISSN 0022-3263.

[Silva2009-6] Silva, Pedro Jorge (2009). "Inductive and Resonance Effects on the Acidities of Phenol, Enols, and Carbonyl α-Hydrogens". The Journal of Organic Chemistry. 74 (2): 914–916. doi:10.1021/jo8018736. ISSN 0022-3263.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]