Cyklopentadien - Cyclopentadiene

Cyklopentadien
Jména
	Preferovaný název IUPAC Cyklopenta-1,3-dien
	Ostatní jména 1,3-cyklopentadien ; pyropentylen
Identifikátory
Číslo CAS
3D model ( JSmol )
Zkratky	CPD, HCp
Beilstein Reference	471171
ČEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA	100,008,033
Číslo ES
Gmelin Reference	1311
Pletivo	1,3-cyklopentadien
PubChem CID
Číslo RTECS
UNII
CompTox Dashboard ( EPA )
	InChI InChI = 1S/C5H6/c1-2-4-5-3-1/h1-4H, 5H2 Klíč: ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N ; InChI = 1/C5H6/c1-2-4-5-3-1/h1-4H, 5H2 Klíč: ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYAI ;
	ÚSMĚVY C1C = CC = C1;
Vlastnosti
Chemický vzorec	C 5 H 6
Molární hmotnost	66,103 g · mol −1
Vzhled	Bezbarvá kapalina
Zápach	dráždivé, podobné terpenu
Hustota	0,786 g cm −3
Bod tání	-90 ° C; -130 ° F; 183 K.
Bod varu	39 až 43 ° C; 102 až 109 ° F; 312 až 316 K.
Rozpustnost ve vodě	nerozpustný
Tlak páry	400 mmHg (53 kPa)
Kyselost (p K a )	16
Konjugovaná základna	Cyklopentadienylový aniont
Magnetická citlivost (χ)	−44,5 × 10 −6 cm 3 mol −1
Struktura
Molekulární tvar	Planární
Termochemie
Tepelná kapacita ( C )	115,3 JK −1 mol −1
Standardní molární ; entropie ( S o 298 )	182,7 JK −1 mol −1
Nebezpečí
Bod vzplanutí	25 ° C (77 ° F; 298 K)
	Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
LC 50 ( střední koncentrace )	14 182 ppm (krysa, 2 hodiny) ; 5091 ppm (myš, 2 hodiny)
	NIOSH (limity expozice USA pro zdraví):
PEL (přípustné)	PEL 75 ppm (200 mg/m 3 )
REL (doporučeno)	PEL 75 ppm (200 mg/m 3 )
IDLH (bezprostřední nebezpečí)	750 ppm
Související sloučeniny
Související uhlovodíky	Benzen ; Cyclobutadiene ; cyklopenten
Související sloučeniny	Dicyklopentadien
	Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
	ověřit ( co je to ?)
	Reference na infobox

Cyklopentadienu je organická sloučenina se vzorcem C ₅ H ₆ . Často se zkracuje na CpH, protože cyklopentadienylový anion se zkracuje na Cp ^- .

Tato bezbarvá kapalina má silný a nepříjemný zápach . Při pokojové teplotě se tento cyklický dien v průběhu hodin dimerizuje za vzniku Dicyklopentadienu pomocí Diels -Alderovy reakce . Tento dimer lze obnovit zahřátím za vzniku monomeru.

Sloučenina se používá hlavně k výrobě cyklopentenu a jeho derivátů. S oblibou se používá jako prekurzor cyklopentadienylového aniontu (Cp ^- ), což je důležitý ligand v cyklopentadienylových komplexech v organokovové chemii .

Výroba a reakce

Monomer cyklopentadienu v ledové lázni

Produkce cyklopentadienu se obvykle neliší od dicyklopentadienu, protože dochází k jejich vzájemné přeměně. Získávají se z uhelného dehtu (asi 10-20 g / t) a parní krakování z nafty (cca 14 kg / t). K získání cyklopentadienového monomeru se komerční dicyklopentadien rozbije zahřátím na přibližně 180 ° C. Monomer se sebere destilací a použije se krátce poté. Při tom je vhodné použít nějakou formu frakcionační kolony , aby se odstranil refluxující nekrápaný dimer.

Sigmatropické přeskupení

Atomy vodíku v cyklopentadienu, podléhá rychlé [1,5] -sigmatropic posuny , jak je naznačeno ¹ H NMR spekter zaznamenané při různých teplotách. Ještě fluxionálnější jsou deriváty C ₅ H ₅ E (CH ₃ ) ₃ (E = Si , Ge , Sn ), kde těžší prvek migruje z uhlíku na uhlí s nízkou aktivační bariérou.

Reakce Dielse – Olše

Cyklopentadien je vysoce reaktivní dien v Dielsově -Alderově reakci, protože k dosažení geometrie obalu přechodového stavu ve srovnání s jinými dieny je zapotřebí minimální zkreslení dienu. Je známo, že cyklopentadien dimerizuje. Ke konverzi dochází v hodinách při pokojové teplotě, ale monomer lze skladovat několik dní při -20 ° C.

Deprotonace

Sloučenina je neobvykle kyselá (p K = 16) pro uhlovodík , fakt vysvětlit vysokou stabilitou aromatického cyklopentadienylového aniontu , C
₅H^-
₅. Deprotonace může být dosaženo řadou zásad, typicky hydridem sodným, kovem sodným a butyllithiem . Soli tohoto aniontu jsou komerčně dostupné, včetně cyklopentadienidu sodného a cyklopentadienidu lithného . Používají se k přípravě cyklopentadienylových komplexů .

Metalocenové deriváty

[( η ⁵ -C ₅ H ₅ ) Rh ( η ⁴ -C ₅ H ₆ )], 18 -elektronový derivát rodocenu se smíšenou hapticitou, který může vzniknout, když je protonizován rodocenový monomer.

Metaloceny a příbuzné cyklopentadienylové deriváty byly intenzivně zkoumány a vzhledem ke své vysoké stabilitě představují základní kámen organokovové chemie . První metalocen vyznačený tím, ferrocenu , se připraví tak, jak se připraví řada dalších metaloceny Spojením deriváty alkalických kovů formě MC ₅ H ₅ s dihalogenidů z přechodných kovů : Jako typický příklad, nickelocene formy upon léčení nikl (II) chlorid s cyklopentadienid sodný v THF .

NiCl ₂ + 2 NaC ₅ H ₅ → Ni (C ₅ H ₅ ) ₂ + 2 NaCl

Jsou známy organokovové komplexy, které zahrnují jak cyklopentadienylový anion, tak samotný cyklopentadien, přičemž jedním příkladem je rhodocenový derivát vyrobený z rhodocenového monomeru v protických rozpouštědlech .

Organická syntéza

Byl to výchozí materiál při syntéze dodecahedranu Leo Paquette z roku 1982 . První krok zahrnoval redukční dimerizaci molekuly za vzniku dihydrofulvalenu , nikoli jednoduché přidání za vzniku dicyklopentadienu.

Začátek Paquetteovy syntézy dodekahedranu z roku 1982. Všimněte si dimerizace cyklopentadienu v kroku 1 na dihydrofulvalen.

Využití

Kromě toho, že slouží jako prekurzor katalyzátorů na bázi cyklopentadienylu, je hlavní komerční aplikace cyklopentadienu jako prekurzor pro komonomery . Semi-hydrogenací se získá cyklopenten . Diels-Alderova reakce s butadienem dává ethyliden norbornen , komonomer při výrobě EPDM kaučuků .

Deriváty

Struktura t Bu ₃ C ₅ H ₃ , prototyp objemného cyklopentadienu .

Cyklopentadien může nahradit jeden nebo více vodíků za vzniku derivátů s kovalentními vazbami:

Většina těchto substituovaných cyklopentadienů může také tvořit anionty a spojovat cyklopentadienylové komplexy .

Viz také

Aromatičnost

Languages

In other projects