Бутил

Бутил — одновалентный радикал бутана, или заместитель с формулой −С₄Н₉, производное бутана или изобутана (С₄Н₁₀). Часто встречается в качестве заместителя в органических веществах.

н-Бутан может быть замещён как в оба терминальных атома, так и в два центральных.

Нормальный, или н-бутил: CH₃−CH₂−CH₂−CH₂− (систематическое название: бутил)

Вторичный бутил, или втор-бутил: CH₃−CH₂−CH(CH₃)− (систематическое название: 1-метилпропил)

Другой разветвлённый изомер бутана — изобутан, может быть замещённым по трём терминальным атомам или по центральному

Изобутил: (CH₃)₂CH−CH₂− (систематическое название: 2-метилпропил)

Третичный бутил, трет-бутил: (CH₃)₃C− (систематическое название: 1,1-диметилэтил)

Номенклатура

Согласно номенклатуре ИЮПАК, обозначения «изобутил», «втор-бутил», и «трет-бутил» могут использоваться в качестве тривиальных.

Структурная формула	Устоявшееся название	Номенклатура ИЮПАК	Систематическое имя	Альтернативные названия
	н-бутил	бутил	бутил	бутан-1-ил
	изобутил	изобутил	2-метилпропил	2-метилпропан-1-ил
	втор-бутил	втор-бутил	1-метилпропил	бутан-2-ил
	трет-бутил	трет-бутил	1,1-диметилэтил	2-метилпропан-2-

Бутил — самый большой алкильный заместитель, имеющий тривиальное название. Префикс изо-, втор- и трет- обозначают количество разветвлений цепи (также известен как R^I). Изо — означает — одно, втор- два и трет- три.

Примеры

Ниже представлены варианты бутильных заместителей на примере изомеров «бутил ацетата»

н-бутил ацетат	изобутилацетат	втор-бутилацетат	трет-бутилацетат

Этимология

С ростом количества атомов углерода радикал бутил стал последним названым исторически, а не с использованием греческого счёта. Название «бутил» происходит от английского названия масляной кислоты (англ. butyric acid), которая так названа оттого, что она содержится в прогорклом масле (англ. butter, которое, в свою очередь, восходит к лат. butyrum — масло).

Стерические свойства

С увеличивающейся разветвлённости проявляются стрерические требование бутильной группы. Трет-бутил группа создаёт стерическое напряжение вокруг себя. Это может стабилизировать вещество благодаря блокировке реакционного центра, что соответственно меняет кинетику реакции: ускорять или замедлять реакцию. В большинстве случаев происходит торможение из-за стерического отталкивания фрагентов молекулы. Ускорение происходит, когда трет-бутил фиксирует необходимую для протекания реакции конформацию.

Якорная группа

Изобутил также как и трет-бутилгруппа способна применяться как якорная группа. Это означает, что благодаря своему стерическому эффекту изменяет предпочтения конформаций в молекуле. Так для примера отталкивание свободных алкильных групп затрудняется либо предотвращается переход из одной конформацию циклогексанового кольца в другую. Громоздкий трет-бутильный остаток остаётся предпочтительно в экваториальном положении, так как при этом уменьшается взаимодействия с другими заместителями в циклогексановом кольце. Во-вторых, возможная конформация кресла с остатком аксиальном положении, вследствие проявляется отталкивания с другими аксиальными группами. Это энергетически неблагоприятно, и равновесие смещено в сторону занятия трет-бутильной группы экваториальной конформации.

Трет-бутиловый эффект

Трет-бутильный заместитель стерически очень требователен и используется в химии кинетической стабилизации вместе с другими объёмными группами, такими как триметилсилильная группа. Эффект, который проявляет трет-бутильная группа воздействуя на прогресс химической реакции называют трет-бутиловый эффект.

Этот эффект иллюстрируется в реакции Дильса-Альдера ниже, где трет-бутильный заместитель изменяет коэффициент скорости реакции более чем в 240 раз по сравнению с водородом как заместителя[1].

Трет-бутиловый эффект

Электроноакцепторные свойства

Благодаря различным позициям, которыми бутильные группы могут соединяться с остальной молекулой, он проявляет различные электроакцепторные свойства. Так между изомерами бутильного остатка электронная плотность у третичного атома углерода трет-бутилгруппы наибольшая, а у н-бутила наиболее низкая. Это отражается в повышении основных свойств литированных веществ от н-бутиллития, через втор-бутиллитий к трет-бутиллитию. Подобный эффект увеличения основности существует и в ряду 1-бутанол, 2-бутанол, трет-бутанол.

Применение

Структура н-бутиллития

Алкиллитий сильное металлорганическое основание. Он может депротонировать очень слабые кислоты, ровно как и литировать вещества. Коммерчески доступны три основания бутиллития, как стандартные реактивы: н-бутиллитий, втор-бутиллитий и трет-бутиллитий.

Гидрирующий агент диизобутилалюминий гидрид содержит два изобутильных остатка.

Примечания

1. Factors affecting ease of ring formation. The effect of anchoring substitution on the rate of an intramolecular diels-alder reaction with furan-diene Serge Cauwberghs and Pierre J. De Clercq B. Tinant and J. P. Declercq Tetrahedron Letters Volume 29, Issue 20 , 1988, Pages 2493—2496 doi:10.1016/S0040-4039(00)87916-2.

Ссылки