Ciklobutadién

ciklobutadién

ciklobutadién
IUPAC-név 1,3-ciklobutadién
Más nevek ciklobutadién
[4]annulén
Kémiai azonosítók
CAS-szám 1120-53-2
PubChem 136879
ChemSpider 120626
ChEBI 33657
SMILES
C1=CC=C1
InChI
1/C4H4/c1-2-4-3-1/h1-4H
InChIKey HWEQKSVYKBUIIK-UHFFFAOYSA-N
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet C4H4
Moláris tömeg 52,07 g/mol
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A ciklobutadién telítetlen gyűrűs szénhidrogén, összegképlete C4H4. A legegyszerűbb [n]-annulén ([4]-annulén), rendkívül instabil, szabad állapotban élettartama nem éri el az öt másodpercet.[forrás?]

Bár molekulájában váltakozva egyes és kettős kötések találhatók, a Hückel-szabály szerint antiaromás karakterű, instabil, triplett állapotú részecske,[1] mivel gyűrűjében 4 π-elektron található. Egyes ciklobutadién-fém komplexek stabil vegyületek, aminek feltehetően az az oka, hogy a fématom további két elektront juttat a rendszerbe. A szingulett alapállapothoz képest torzult, nem planáris szerkezetet a Jahn–Teller-effektus okozza.[2] Tetra-t-butil szubsztituált származéka kellően stabil ahhoz, hogy szerkezetét röntgenkrisztallográfiával meg lehessen határozni, a kapott adatok alapján konfigurációja torzult, nem síkalkatú, benne a kettős kötések a szokásosnál hosszabbak (146,4 pm a várt 134 pm helyett).[3]

Pi-elektronrendszere magasabb energiájú, mint nyílt láncú megfelelőjében, az 1,3-butadiénben, ezért nem aromás, hanem antiaromás vegyületnek nevezzük. Elektronállapotait számos számítógépes eljárással vizsgálták.[4] A szingulett alapállapot téglalap alakú. Az első gerjesztett állapot egy négyzetes geometriájú triplett állapot. A téglalap szerkezet összhangban van azzal a megfigyeléssel, hogy két különböző 1,2-dideuterio-1,3-ciklobutadién sztereoizomer létezik. Ez azt mutatja, hogy a pi elektronok lokalizáltak, tehát nem tekinthető aromásnak. A ciklobutadién rendkívül instabil, nagyon reakcióképes és rövid élettartamú vegyület. Diels–Alder-reakció révén 35 K-en dimerizálódik.[forrás?] Monomer formájában magasabb hőmérsékleten nemesgáz mátrixizolációs eljárással tanulmányozták.[forrás?]

Előállítása

Számos próbálkozás után először 1965-ben szintetizálta Rowland Pettit és csoportja, de a kapott anyagot nem sikerült elkülöníteniük. Ciklobutadiént a fémvegyületeinek bontásával, például ciklobutadién-vas-trikarbonilnak ammónium-cérium(IV)-nitrátos reakciójával lehet nyerni. A ciklobutadién-vas-trikarbonil komplexet Fe2(CO)9-ből és cisz-diklórciklobuténből állították elő kettős dehidrohalogénezéssel.[5][6]

A vaskomplexből felszabaduló ciklobutadién reagál elektronban szegény alkinekkel, melynek során Dewar-benzol keletkezik:[7]

Ciklobutadién átalakulása Dewar-benzollá

A Dewar-benzol 90 °C-on melegítve dimetil-ftaláttá alakul át.

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Cyclobutadiene című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

  1. ↑ Huckel Theory II J. M. LoBue, Copyright 2002 by the Division of Chemical Education, Inc., American Chemical Society. Link Archiválva 2016. március 4-i dátummal a Wayback Machine-ben
  2. ↑ A simple quantum mechanical model that illustrates the Jahn-Teller effect Peter Senn; J. Chem. Educ., 1992, 69 (10), p 819 [1] doi:10.1021/ed069p819
  3. ↑ Structure of Tetra-tert-butylcyclobutadiene Hermann Irngartinger, Norbert Riegler1. Klaus-Dieter Malsch, Klaus-Albert Schneider, Günther Maier; Angewandte Chemie International Edition in English Volume 19, Issue 3, pages 211–212, March 1980 [2] doi:10.1002/anie.198002111
  4. ↑ Balkova, A.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1994, 101, 8972– 8987
  5. ↑ Cyclobutadiene- and Benzocyclobutadiene-Iron Tricarbonyl Complexes G. F. Emerson, L. Watts, R. Pettit; J. Am. Chem. Soc.; 1965; 87(1); 131-133. First Page
  6. ↑ Iron, tricarbonyl (η4-1,3-cyclobutadiene)- R. Pettit and J. Henery Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.310 (1988); Vol. 50, p.21 (1970) Link
  7. ↑ Cyclobutadiene L. Watts, J. D. Fitzpatrick, R. Pettit J. Am. Chem. Soc.; 1965; 87(14); 3253-3254. doi:10.1021/ja01092a049

Kapcsolódó szócikkek