Φαινυλομάδα

Η δομή της φαινυλομάδας προσαρτημένη σε μια ομάδα R.

Στην οργανική χημεία, η φαινυλομάδα ή φαινυλικός δακτύλιος ή απλά φαινύλιο, είναι μια κυκλική ομάδα ατόμων με τύπο C₆H₅. Οι φαινυλομάδες σχετίζονται στενά με το βενζόλιο. Οι φαινυλομάδες έχουν έξι άτομα άνθρακα ενωμένα μαζί σε έναν εξαγωνικό επίπεδο δακτύλιο, πέντε από τους οποίους δεσμεύονται με μεμονωμένα άτομα υδρογόνου, ενώ ο υπολειπόμενος άνθρακας συνδέεται με έναν υποκαταστάτη. Οι φαινυλομάδες είναι συνηθισμένες στην οργανική χημεία. Αν και συχνά απεικονίζονται με εναλλασσόμενους απλούς και διπλούς δεσμούς, οι φαινυλομάδες είναι χημικά αρωματικές και εμφανίζουν σχεδόν ίσα μήκη δεσμών μεταξύ των ατόμων του άνθρακα στον δακτύλιο.

Ονοματολογία

Οι φαινυλομάδες έχουν συχνά τον γενικό τύπο CnHn, που παριστάνεται από το σύμβολο Ph ή, απαρχαιωμένα, Φ. Το βενζόλιο μερικές φορές εμφανίζεται ως PhH. Οι φαινυλομάδες συνδέονται, γενικά, με άλλα άτομα ή ομάδες. Για παράδειγμα, το τριφαινυλομεθάνιο (Ph₃CH) έχει τρεις φαινυλομάδες προσκολλημένες στο ίδιο κέντρο άνθρακα. Πολλές ή ακόμα οι περισσότερες ενώσεις φαινυλίου δεν περιγράφονται με τον όρο «φαινύλιο». Για παράδειγμα το χλωροπαράγωγο C₆H₅Cl κανονικά λέγεται χλωροβενζόλιο, αν και θα μπορούσε να λέγεται φαινυλοχλωρίδιο. Σε ειδικές (και σπάνιες) περιπτώσεις, αναγνωρίζονται απομονωμένες φαινυλομάδες: το ανιόν του φαινυλίου (C₆H₅^–), το κατιόν του φαινυλίου (C₆H₅⁺) και η φαινυλική ρίζα (C₆H₅^·).

Αν και Ph και τα φαινύλια αποκλειστικά υποδηλώνουν C₆H₅, υποκατεστημένα παράγωγα περιγράφονται επίσης χρησιμοποιώντας την ορολογία του φαινυλίου. Παραδείγματος χάριν, το O₂NC₆H₄ είναι νιτροφαινύλιο (με τρία δυνατά ισομερή) και το F₅C₆ είναι πενταφθοροφαινύλιο.

Ετυμολογία

Η λέξη φαινύλιο κατάγεται από τη γαλλική λέξη phényle, που με τη σειρά της κατάγεται από την ελληνική φαίνομαι, καθώς οι πρώτες ενώσεις φαινυλίου ήταν παραπροϊόντα αερίων φωτισμού.

Δομή, δεσμοί, χαρακτηρισμός

Οι ενώσεις φαινυλίου παράγονται από το βενζόλιο (C₆H₆), τουλάχιστον εννοιολογικά και συχνά ως προς την παραγωγή τους. Όσον αφορά τις ηλεκτρονικές του ιδιότητες, η φαινυλομάδα συσχετίζεται με μια βινυλομάδα. Η φαινυλομάδα είναι υδρόφοβη. Οι φαινυλομάδες τείνουν να αντιστέκονται στη οξείδωση και την αναγωγή. Οι φαινυλομάδες (όπως όλες οι αρωματικές ενώσεις) έχουν βελτιωμένη σταθερότητα συγκριτικά με τον ισοδύναμο δεσμό σε αλειφατικές (μη αρωματικές) ομάδες. Αυτή η αυξημένη σταθερότητα οφείλεται στις μοναδικές ιδιότητες των αρωματικών μοριακών τροχιακών.

Τα μήκη δεσμών μεταξύ των καρβονοατόμων σε μια φαινυλομάδα είναι περίπου 1.4 Å (Ångström).

Στη φασματοσκοπία ¹H-NMR, τα πρωτόνια μιας φαινυλομάδας απορροφούν τυπικά χημικές μετατοπίσεις γύρω στα 7.27 ppm. Η θέση αυτών των χημικών μετατοπίσεων επηρεάζεται από τον τρέχοντα αρωματικό δακτύλιο και αυτές οι τιμές μπορούν να αλλάξουν ανάλογα με τους υποκαταστάτες.

Προετοιμασία, εμφάνιση και εφαρμογές

Οι φαινυλομάδες εισάγονται συνήθως χρησιμοποιώντας αντιδραστήρια που συμπεριφέρονται ως πηγές του φαινυλανιόντος ή του φαινυλοκατιόντος. Αντιπροσωπευτικά αντιδραστήρια περιλαμβάνουν φαινυλολίθιο (C₆H₅Li) και φαινυλομαγνησιοβρωμίδιο (C₆H₅MgBr). Τα ηλεκτρόφιλα προσβάλουν το βενζόλιο για να δώσουν φαινυλοπαράγωγα:

C₆H₆ + E⁺ → C₆H₅E + H⁺

όπου E⁺ (το «ηλεκτρόφιλο») = Cl⁺, NO₂⁺, SO₃. Αυτές οι αντιδράσεις λέγονται ηλεκτρόφιλες αρωματικές υποκαταστάσεις.

• Αντιπροσωπευτικές ενώσεις που περιέχουν φαινυλομάδες
• 
  Ατορβαστατίνη (Lipitor), ένα φάρμακο που εμφανίζει δύο φαινύλια και p-ομάδες φθοροφαινυλίου. Χρησιμοποιείται για να χαμηλώσει τη χοληστερόλη σε ανθρώπους με υπερχοληστερολαιμία.
• 
  Φεξοφεναδίνη (Allegra, Telfast), ένα άλλο φάρμακο, που εμφανίζει μια διφαινυλομεθυλομάδα καθώς και μια ομάδα p-φαινυλενίου (C₆H₄). Είναι ένα αντιϊσταμινικό που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία αλλεργιών.
• 
  Φαινυλαλανίνη, ένα κοινό αμινοξύ.
• 
  Διφαινύλιο, που αποτελείται από δύο φαινυλομάδες. Οι δύο δακτύλιοι τείνουν να μην είναι ομοεπίπεδες.
• 
  Χλωροβενζόλιο (ή φαινυλοχλωρίδιο), έναν διαλύτη.

Οι φαινυλομάδες βρίσκονται σε πολλές οργανικές ενώσεις, και φυσικές και συνθετικές (δείτε την εικόνα). Το πιο κοινό μεταξύ των φυσικών προϊόντων είναι το αμινοξύ φαινυλαλανίνη, που περιέχει μια φαινυλομάδα. Ένα βασικό προϊόν της πετροχημικής βιομηχανίας είναι το «BTX», που αποτελείται από βενζόλιο, τολουένιο και ξυλένιο - που όλα τους είναι δομικοί λίθοι για φαινυλικές ενώσεις. Το πολυμερές πολυστυρένιο παράγεται από ένα μονομερές που περιέχει φαινύλιο και and οφείλει τις ιδιότητές του στην ακαμψία και την υδροφοβία των φαινυλομάδων. Πολλά φάρμακα καθώς και πολλοί ρυπαντές περιέχουν φαινολικούς δακτυλίους. biphe Μια από τις ενώσεις που περιέχουν φαινύλιο είναι η φαινόλη, C₆H₅OH. Συχνά λέγεται ότι η σταθερότητα συντονισμού της φαινόλης την κάνει ένα ισχυρότερο οξύ από αυτά των αλειφατικών αλκοολών όπως η αιθανόλη (pK_a = 10 vs. 16–18). Όμως, μια σημαντική συμβολή είναι η μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα του sp² άλφα άνθρακα στην φαινόλη συγκρινόμενη με τον sp³ άλφα άνθρακα σε αλειφατικές αλκοόλες.