Isoprenorakenne, ominaisuudet, sovellukset

Hän Isopeeni tai 2-metyyli-1,3-butadieeni, se on orgaaninen yhdiste, joka koostuu hiilivedystä, jonka molekyylin kaava on c₅H₈. Ilmeisestä yksinkertaisuudestaan ​​huolimatta se edustaa luonnonkumin rakenteellista perustaa ja mikä vielä tärkeämpää, biologisten yksiköiden luuranko, jonka kanssa isoprenoidit tai terpeenit syntetisoidaan entsymaattisesti.

Siksi isopreeni pitää näkyvyyttä paitsi orgaanisessa kemiassa myös biokemiassa. Alemmassa kuvassa sen rakennekaava voidaan nähdä, mikä voidaan hajottaa lineaarisesti kuin CHO₂= C (CH₃) −CH = CHO₂. Tästä kaavasta ymmärretään, miksi sen nimi IUPAC on 2-metyyli-1,3-butadieeni, koska kaksi kaksoissidosta sijaitsevat hiilissä 1 ja 3.

Isopreeni on ympäristössä huomattavasti yleinen hiilivety. Kasvit, levät, bakteerit ja eläimet kykenevät syntetisoimaan ja lähettämään sitä, muodostaen jopa yleisimmän osan uloshengityksistämme. Vihannesmassat ovat tärkeimmät tuottajat ja isopreenipäästöt, käyttämällä sitä mekanismeissa kestämään ulkoa.

Organismit käyttävät biologisesti biokemiallisesti isopreenia erityyppisten terpeenien syntetisointiin, joista Laundhen ja eteeristen öljyjen komponentit erottuvat. Orgaanisesti se palvelee synteettisten kumien ja muiden niihin liittyvien polymeerien synteesiä.

[TOC]

Isopreenirakenne

Isopreenimolekyyli, jota edustaa malli palloista ja palkista

Ylemmässä kuvassa meillä on isopreenin molekyylirakenne. Kuten nähtiin, mustat pallot vastaavat hiiliatomeja, kun taas valkoiset ovat vetyatomeja.

Molekyyli esittelee tasaisen geometrian, ts. Kaikki sen atomit on järjestetty samaan tasoon, lukuun ottamatta ryhmän hydrogeenit₃ hiili kytketty 2. Tämä geometria johtuu siitä, että 1,3-butadieen luurankon hiiliatomeilla on SP-hybracy², kun taas -CH: n hiili₃ Siinä on SP³.

Voi palvella sinua: Bromi: Historia, rakenne, elektroninen kokoonpano, ominaisuudet, käyttö

Isopreenimolekyylit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa dispergoivien Lontoon joukkojen kautta, jotka ovat huomattavasti heikkoja niiden pienimolekyylimassansa vuoksi. Ne käyttävät kuitenkin riittävää koheesiota siten, että isopreeni on olemassa haihtuvana nesteinä normaaleissa olosuhteissa.

Isopreenin rakennekaava

Se tosiasia, että heidän molekyylit ovat tasaisia, helpottaa niiden insertioita solukalvojen välillä, mikä edistää niiden vahvistuksia mekanismissa, jota kasvit käyttävät äkillisen lämpötilan muutoksen torjumiseen (40 ° C tai enemmän).

Isopreenimolekyylit kykenevät muodostamaan kiteitä. Mutta sitä ei tapahdu samalla tavalla heidän polymeeriensä, polyapreenin kanssa, jolla on taipumus ryhmittyä amorfisiin kiinteisiin aineisiin, joiden keskimääräiset molekyylimassat ovat paljon suurempia, lakkaavan olemasta haihtuva aine.

Isopreenin ominaisuudet

Tässä mainitut ominaisuudet vastaavat isopreenin ominaisuuksia eikä luonnonkumin ominaisuuksia, jotka koostuvat polymeerin CIS-1,4-polisopreenistä. Jotkut bibliografiset lähteet voivat jopa käyttää puista uutetun lateksin ominaisuuksia isopreenin karakterisoimiseksi, koska se on vakava virhe sekoittaa.

Ulkomuoto

Väritön ja haihtuva neste, jonka haju on samanlainen kuin öljy.

Moolimassa

68.12 g/mol

Sulamispiste

-143.95 ºC

Kiehumispiste

3. 4.067 ºC. Siksi se on melko haihtuva neste.

Leimahduspiste

-54 ºC (suljettu kuppi)

Itsensuuntainen lämpötila

395 ºC

Tiheys

0 -.681 g/cm³

Höyrytiheys

2.35 ilmassa.

Höyrynpaine

550 mmHg 25 ° C: ssa, mikä on sen suuren volatiliteetin mukainen.

Liukoisuus

Hiilivedeksi oleminen on sekoittumaton veden kanssa, joka sijaitsee sen yläpuolella, koska se on vähemmän tiheä. Se on kuitenkin sekoittumassa asetonin, bentseenin, öljyeetterin, hiilidisulfidin, dikloorimetaanin kanssa ja käytännössä minkä tahansa muun aromaattisen tai kloorattuun liuottimen kanssa.

Voi palvella sinua: 02 -linkin tyyppi

Pintajännitys

16.9 Dins/cm.

Reaktiivisuus

Isopreeni voi reagoida nukleofiilisesti (elektronirikkaiden lajien hyökkäykset) niiden hiilen 1 ja 4 kautta. Siten sen hiilirungon päissä se voi olla polymeeri, joka aiheuttaa polyapreeniä. Tämä polymerointireaktio on eksoterminen, siinä määrin, että kosketuksessa joidenkin aineiden kanssa se voi tulla räjähtäväksi.

Biologiset yksiköt

Isopreeni, vaikka se on luontaisesti läsnä terpeenien rakenteissa, ei ole entsyymien käyttämä aloitusmateriaali niiden syntetisoimiseksi. Sen sijaan he käyttävät metabolisia tuotteita, nimeltään isopentenyyli (IPP, sininen) ja dimetyylialilinen pyrofosfaatti (DMAPP, punainen) pyrofosfaattituotteet substraattina (DMAPP, punainen).

Loosterolisynteesi isopreenin biologisista yksiköistä. Lähde: FVASCONCELLOS, Tim Vickers / Public Domain

Ylivoimaisessa kuvassa esimerkki edellä mainitusta. Sekä IPP että DMAPP reagoivat keskenään entsymaattisen intervention ansiosta Geranilo -pyrofosfaatin (GPP) ansiosta.

Jälkimmäinen puolestaan ​​sisältää muita IPP: n tai DMAPP: n molekyylifragmentteja (katso värit), kunnes siitä tulee escualeeni, arvokas edeltäjä villan synteesille.

Sitten biologisen yksikön (IPP tai DMAPP) isopeeni osallistuu sterolien ja muiden lipidien biosynteesiin. Meillä on myös terpeenejä, kuten limoneenia (sitruuna- ja appelsiinöljyjä) ja mireno (Arrayán -öljy), jotka muodostavat eteerisiä öljyjä ja jotka syntetisoidaan kemiallisilla prosesseilla ja rakenteellisesti samalla tavalla samanlaisia.

Tässä mielessä isopreeniyksikkö, joskus selvästi tunnistettavissa terpeeneissä tai isoprenoideissa, on välttämätöntä luonnontuotteiden sinfiinien synteesille.

Voi palvella sinua: seos

Isopreenisovellukset

Yksi tärkeimmistä isopreenikumisovelluksista on auton renkaiden tuotanto

Isopreeni polymeroituu luonnonkumissa, joten kaikki sen sovellukset voidaan katsoa johtuvan tästä yhdisteestä epäsuoralla tavalla. Se on osa Gutaperchaa, elastista materiaalia, joka on valmistettu cis- ja trans-polymeerien seoksella 1.

Kumi palvelee pallojen, letkujen, käsineiden, kondomien, saappaiden, sähköinstrumenttien, liimojen, sukelluspukujen, pullojen, pullojen, pinnoitteiden, jotka neutraloivat värähtelyjä, ja kumi kehittää; Ja ennen kaikkea sitä käytetään yhdessä synteettisen version, isopreenikumin kanssa, renkaiden massatuotantoon.

Isopreeni, kuten polygreeni, voidaan sekoittaa muiden polymeerien, kuten venytysbutadieenin tai vain butadieenin hankaamisen, kanssa entistä kestävämpiä ja kestävämpiä materiaaleja. Eli sitä käytetään useiden elastisten kopolymeerien synteesiin.

Kumiteollisuuden ulkopuolella isopreeni on tarkoitettu aloitusmateriaaliksi vitamiinien, aromien, steroidien, tuoksujen ja muiden isopreneidien aineiden synteesille, joka on sen syntetisoinnin elinkelpoisempi kuin sen saamiseksi luonnollisista lähteistä lähteistä.

Viitteet

1. Graham Solomons t.W -., Craig B. Freedle. (2011). Orgaaninen kemia. (10^th Painos.-A. Wiley Plus.
2. Carey f. (2008). Orgaaninen kemia. (Kuudes painos). MC Graw Hill.
3. Morrison ja Boyd. (1987). Orgaaninen kemia. (Viides painos). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Isopeeni. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
5. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2020). Isopeeni. Pubchem Comunundin yhteenveto CID 6557: lle. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
6. Elsevier B.V. (2020). Isopeeni. Tiede. Haettu: ScienEdirect.com
7. Polymeerin ominaisuudet -tietokanta. (2020). Isopreenikumit: Ominaisuudet ja sovellukset. Toipunut: polymerdatabase.com