Metil

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Schiță
Această intrare pe tema sistematicii organice este doar o schiță .
Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia .
Grupa metil
Structura Lewis a radicalului metil.
Model al radicalului metil, umbrirea reprezintă orbitalul p care conține electronul nepereche.
Abrevieri
Eu insumi
Caracteristici generale
Formula moleculară sau brută CH 3
Masa moleculară ( u ) 15,40 gm mol -1 [1]
numar CAS [1] Numărul CAS nu este valid
Proprietăți termochimice
Δ f H 0 (kJ mol −1 ) 145,69 [1]
Δ f G 0 (kJ mol −1 ) 147,92 [1]
S 0 m (J K −1 mol −1 ) 194,2 [1]
C 0 p, m (J K −1 mol −1 ) 38,70 [1]
Informații de siguranță
Editați datele pe Wikidata · Manual
Reprezentări ale grupului metil (în albastru )

Metil (sau grupa metil) este primul dintre alchili și este o grupă funcțională care constă dintr - un carbon atom legat la trei hidrogen atomi, având formula CH3, unde carbon atom este tetraedrică , C este sp hibridizate 3, ca în metan din care derivă numele și structura. Adesea, în formulele structurale, este abreviat cu Me : MeOH înseamnă alcool metilic CH 3 OH (metanol). În nomenclatura de înlocuire, o moleculă în care este prezentă această grupă ia prefixul metil- , precedat eventual de numărul atomului de carbon de care este legat: CH 3 -CH (CH 3 ) -CH 2 -CH 3 indică 2- metilbutan .

Este cel mai simplu alchil și diferă de toți ceilalți (primar, secundar, terțiar) prin faptul că nu are niciun atom de carbon atașat la cel principal. Din acest motiv, este, de asemenea, alchilul care are cel mai mic obstacol steric , raza sa van der Waals este raportată la 200 pm (2.00 Å), [2] în timp ce cea a atomului de hidrogen este de 120 pm (1.20 TO). [3] În ceea ce privește reactivitatea sa în molecule organice, metilul este capabil să stabilizeze o carbocație adiacentă atât prin efect inductiv + I , [4], cât și prin efect hiperconjugativ ; [5] din nou prin efect hiperconjugativ, stabilizează o legătură aproape π în alchene , alchine și hidrocarburi aromatice ; [5] stabilizează, de asemenea , într-o oarecare măsură un radical adiacent. [6]

Ca specie chimică în sine, se poate prezenta ca o specie neutră în radicalul liber CH 3 •, radicalul metil; în metil cation CH3 +; în metil anion CH3 -; aceste specii sunt toate foarte reactive.

Radicalul metil generat în faza condensată sau chiar în faza gazoasă este o specie extrem de scurtă, supusă dimerizării la etan (CH 3- CH 3 ), extracției hidrogenului (H •) din alte molecule, pentru a da metan , sau extracția altor atomi (de exemplu, Cl •) pentru a genera alți radicali liberi; sau se alătură altor radicali prezenți pentru a da molecule stabile. Pentru formarea sa din etan, prin omoliza H 3 C - CH 3 , sunt necesare 356 kJ / mol; din metan, prin omoliza H - CH 3 , 439 kJ / mol. [7] [8] Structura radicalului liber CH 3 •, care pare a fi planar, [9] sau cel puțin aproximativ așa, este încă în studiu.

Cationul corespunzător CH 3 + (cel mai simplu carbocat) are o structură plană în care atomul de carbon are hibridizare sp 2 și este situat în centrul unui triunghi echilateral ale cărui vârfuri sunt ocupate de cei 3 atomi de hidrogen (simetria D 3h ). Energia de ionizare a CH 3 • se ridică la 9,84 eV, mult mai mică decât H • (13,60 eV), dar mai mare decât cea a majorității metalelor. [10] Specia care seamănă cel mai mult cu un cation metilic în fază condensată este probabil ionul de metildiazoniu CH 3 –N + ≡N (obținut de exemplu prin protonarea diazometanului ) în care legătura dintre C și N a fost descrisă ca o interacțiune destul de slabă , cu o valoare estimata taxa pe C de 0.840 e , ușor supuse heterolitice defalcare în CH3 + și o N2 moleculă . [11]

Anionul corespunzător, CH 3 - , are o structură piramidală (C sp 3 ), deci cu o simetrie C 3v , dar este supus inversiunii umbrelei, ca și molecula de amoniac , cu care este exact izoelectronică ; bariera de inversiune a fost evaluată la 2,06 kcal / mol (0,492 kJ / mol). Inversarea CH3 - este mult mai ușor decât în NH3, unde bariera este de aproximativ 50 de ori mai mare (24,7 kJ / mol). [12] Afinitatea electronică a radicalului CH 3 • se ridică la numai 0,080 eV, un ordin de mărime mai mic decât cel al lui H • (0,75 eV), [13] [14] și electronegativitatea grupului său a fost evaluată χ ≈ 2,3 pe scara Pauling, ușor mai mare decât cea a lui H (2.2). [15] Anionul metilic, care poate fi obținut în faza gazoasă, este una dintre cele mai puternice baze cunoscute, cu excepția anionilor negativi precum O 2– : afinitatea sa de protoni este de 1712 kJ / mol, [13] mult mai mare decât cea a ion hidrură (1675 kJ / mol), care este deja o bază foarte puternică. [16] Speciile chimice , care în faza de condensat se aseamănă cu anionul de metil sunt, de exemplu, methylides foarte activi din metal, în principal , metale alcaline , cum ar fi CH3 - Li ( methylthium , în organic terminologia). În acest caz, taxa estimată pentru C se ridică la -0.506 e . [11]

Biochimie

În biochimie, grupările metil reprezintă radicalii responsabili de transmiterea unora dintre cele mai delicate semnale intracelulare. S-adenozil-metionina (SAM) , un metabolit intermediar derivat din metionină și ATP , își poate transfera gruparea metil atât la proteine ​​cât și la acizii nucleici, în special la ADN , prin enzime specifice.

De fapt, metilarea ADN-ului și a histonelor reprezintă un eveniment biochimic legat atât de proliferarea celulară, cât și de diferențiere.

Prin intermediul proteinelor-metiltransferaze (PRMT), metilarea substraturilor proteice garantează funcțiile lor catalitice sau stabilitatea specială; sau migrarea proteinelor către compartimente celulare specifice.

În cazul ADN-ului, enzimele ADN-C-metiltransferază (DNMT) produc radicalul metilic din SAM către un reziduu de citozină pe 5 carbonul inelului.

Metilarea are loc în zone ale ADN-ului bogat în citozine flancate de guanine (insulele CG). Odată metilate, aceste insulițe devin ținta proteinelor „buclă” sensibile la prezența citozinelor metilice, care împiedică în mod stabil ADN-ul acelei regiuni genetice să fie transcris. Metilarea acelei pete a dus la reprimarea transcripțională a acelei gene sau a grupului de gene. În cazul celulelor regenerabile, reacția nu este ușor reversibilă și determină celula să aleagă un program genetic care din imatur (explozie) o va conduce la un fenotip orientat (mușchi, ficat, celulă neuronală etc.).

Reacția este în schimb favorizată în cazul celulelor tumorale în care malignitatea și dobândirea proprietăților biochimice pe care celula nu le deținea anterior se datorează unei eliminări mai mari a proteinelor „buclă” sau a inactivării DNMT-urilor.

Terapii

În terapie există unele medicamente care inhibă DNMT-urile și induc celulele normale și tumorale să se diferențieze. 5-azacitidina , derivat de azot al citozinei, imită substratul citozinei din molecula ADN și înșeală enzima care astfel nu metilează bine ADN-ul. Celula este astfel obligată să aleagă un program genetic terminal.

5-azacitidina a găsit și este încă utilizată în terapia mielodisplaziei , unde riscul ca celulele măduvei osoase să se transforme în explozii leucemice este foarte mare. În laborator este medicamentul preferat pentru tratarea culturilor de celule animale și umane pentru a studia mecanismele intime și încă foarte obscure de diferențiere celulară.

Notă

  1. ^ a b c d e "Atkins SH - Ediția 8"
  2. ^ Linus Pauling, Natura legăturii chimice și structura moleculelor și cristalelor: o introducere în chimia structurală modernă , ediția a treia, 1960, ISBN 0-8014-0333-2 ,OCLC 545520 . Adus la 8 iulie 2021 .
  3. ^ R. Scott Rowland și Robin Taylor, Intermolecular Nonbonded Contact Distances in Organic Crystal Structures: Comparison with Distances Expected from van der Waals Radii , în The Journal of Physical Chemistry , vol. 100, nr. 18, 1 ianuarie 1996, pp. 7384–7391, DOI : 10.1021 / jp953141 + . Adus la 14 august 2021 .
  4. ^ Daniel R. Bloch, Organic Chemistry Demystified , McGraw-Hill, 2006, pp. 52-53, ISBN 0-07-148710-7 .
  5. ^ a b Daniel R. Bloch, Chemistry Organic Demystified , McGraw-Hill, 2006, pp. 151-152, ISBN 0-07-148710-7 .
  6. ^ Michael B. Smith și Jerry March, CHIMIE ORGANICĂ AVANȚATĂ DIN MARCH , ediția a 6-a, 2007, pp. 97-98, ISBN 978-0-471-72091-1 .
  7. ^ (EN) Stephen J. Blanksby și Barney G. Ellison, Bond Dissociation Energies of Organic Molecules , în Accounts of Chemical Research, vol. 36, n. 4, 1 aprilie 2003, pp. 255-263, DOI : 10.1021 / ar020230d . Adus la 15 august 2021 .
  8. ^ Table of Bond Dissociation Energies ( PDF ), la ia601408.us.archive.org , Universitatea din California, Berkeley, 19 septembrie 2018.
  9. ^ (EN) Marynick DS și DA Dixon, Afinitatea electronică a radicalului metilic: Structuri ale CH3 și CH3- , în Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 74, nr. 2, 1 februarie 1977, pp. 410-413, DOI : 10.1073 / pnas.74.2.410 . Adus la 15 august 2021 .
  10. ^ Motiv pentru care sărurile de metil nu sunt găsite, adică destinate compușilor ionici. În locul lor sunt esteri , care sunt compuși covalenți.
  11. ^ a b FA Carey , Partea A: Structură și mecanisme, ediția a 5-a, Springer Science + Business Media, LLC, 2007, pp. 68-69, ISBN 978-0-387-68346-1 .
  12. ^ (EN) CE Cleeton și NH Williams, unde electromagnetice de 1,1 cm lungime de undă și spectrul de absorbție a amoniacului în Physical Review, vol. 45, n. 4, 15 februarie 1934, pp. 234-237, DOI : 10.1103 / PhysRev.45.234 . Adus la 15 august 2021 .
  13. ^ A b (EN) radical metilic , pe webbook.nist.gov. Adus la 14 august 2021 .
  14. ^ (EN) Atom de hidrogen , pe webbook.nist.gov. Adus la 14 august 2021 .
  15. ^ JE Huheey, EA Keiter și RL Keiter, Chimie anorganică, Principii, Structuri, Reactivitate , ediția a II-a, Piccin, 1999, p. 203, ISBN 88-299-1470-3 .
  16. ^ (EN) Atom de hidrogen , pe webbook.nist.gov. Adus la 15 august 2021 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 33666 · LCCN (EN) sh85084421 · GND (DE) 4169721-2
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Metile&oldid=122581682 ”