Циклопентадиен - Cyclopentadiene

Циклопентадиен
Скелетная формула циклопентадиена
Модель заполнения пространства циклопентадиена
Шариковая и ключевая модель циклопентадиена
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Циклопента-1,3-диен
Другие имена
1,3-Cyclopentadiene
Pyropentylene
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
Сокращения CPD, HCp
471171
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.008.033 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
1311
MeSH 1,3-циклопентадиен
Номер RTECS
UNII
  • InChI = 1S / C5H6 / c1-2-4-5-3-1 / h1-4H, 5H2 проверитьY
    Ключ: ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / C5H6 / c1-2-4-5-3-1 / h1-4H, 5H2
    Ключ: ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYAI
  • C1C = CC = C1
Характеристики
С 5 Н 6
Молярная масса 66,103  г · моль -1
Появление Бесцветная жидкость
Запах раздражающий, терпеновый -как
Плотность 0,786 г см −3
Температура плавления −90 ° С; -130 ° F; 183 К
Точка кипения От 39 до 43 ° С; От 102 до 109 ° F; От 312 до 316 К
нерастворимый
Давление газа 400 мм рт. Ст. (53 кПа)
Кислотность (p K a ) 16
Основание конъюгата Циклопентадиенил анион
−44,5 × 10 −6  см 3 моль −1
Состав
Планарный
Термохимия
115,3 Дж -1 моль -1
182,7 Дж -1 моль -1
Опасности
точка возгорания 25 ° С (77 ° F, 298 К)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
14182 частей на миллион (крыса, 2 часа)
5091 частей на миллион (мышь, 2 часа)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 75 частей на миллион (200 мг / м 3 )
REL (рекомендуется)
TWA 75 частей на миллион (200 мг / м 3 )
IDLH (Непосредственная опасность)
750 частей на миллион
Родственные соединения
Связанные углеводороды
Бензол
Циклобутадиен
Циклопентен
Родственные соединения
Дициклопентадиен
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Циклопентадиен представляет собой органическое соединение с формулой C 5 H 6 . Его часто называют сокращенно CpH, потому что циклопентадиенильный анион обозначается сокращенно Cp - .

Эта бесцветная жидкость имеет сильный неприятный запах . При комнатной температуре этот циклический диен димеризуется в течение нескольких часов с образованием дициклопентадиена посредством реакции Дильса-Альдера . Этот димер можно восстановить путем нагревания с образованием мономера.

Соединение в основном используется для производства циклопентена и его производных. Он широко используется в качестве предшественника циклопентадиенильного аниона (Cp - ), важного лиганда в циклопентадиенильных комплексах в металлоорганической химии .

Производство и реакции

Циклопентадиеновый мономер в ледяной бане

Производство циклопентадиена обычно не отличается от образования дициклопентадиена, поскольку они взаимно превращаются. Их получают из каменноугольной смолы (около 10-20 г / т) , а также с помощью пара крекинга из нафты (около 14 кг / тонну). Для получения циклопентадиенового мономера коммерческий дициклопентадиен подвергают крекингу при нагревании примерно до 180 ° C. Мономер собирают перегонкой и вскоре после этого используют. При этом рекомендуется использовать некоторую форму фракционирующей колонны для удаления дефлегмации димера без трещин.

Сигматропная перестройка

Атомы водорода в циклопентадиене претерпевают быстрые [1,5] -сигматропные сдвиги, о чем свидетельствуют спектры 1 H ЯМР, записанные при различных температурах. Еще более плавными являются производные C 5 H 5 E (CH 3 ) 3 (E = Si , Ge , Sn ), в которых более тяжелый элемент мигрирует от углерода к углероду с низким активационным барьером.

Реакции Дильса – Альдера

Циклопентадиен является диеном с высокой реакционной способностью в реакции Дильса-Альдера, поскольку для достижения геометрии оболочки переходного состояния требуется минимальное искажение диена по сравнению с другими диенами. Известно, что циклопентадиен димеризуется. Превращение происходит в часах при комнатной температуре, но мономер можно хранить в течение нескольких дней при -20 ° C.

Депротонирование

Соединение представляет собой необычно кислоеК  = 16) для углеводорода , и этот факт объясняется высокой стабильностью ароматического циклопентадиенильного аниона , C
5
ЧАС-
5
. Депротонирование может быть достигнуто с помощью различных оснований, обычно гидрида натрия, металлического натрия и бутиллития . Соли этого аниона являются коммерчески доступными, в том числе циклопентадиенилнатрий и cyclopentadienide лития . Их используют для получения циклопентадиенильных комплексов .

Производные металлоцена

[( Η 55 Н 5 ) Rh ( η 45 Н 6 )], 18-электронов смешанно hapticity родоцен производное , которое может образовывать , когда родоцен мономер протонированные.

Металлоцены и родственные циклопентадиенильные производные были тщательно изучены и представляют собой краеугольный камень металлоорганической химии благодаря своей высокой стабильности. Первое металлоценовое характеризуется, ферроцен , получали так , как и многие другие металлоцены готовят: путем объединения производных щелочного металла в виде МС 5 H 5 с дигалогенидами этих переходных металлов : В качестве типичного примера, никелоцен формы Upon обработки никеля (II) , хлорид с циклопентадиенид натрия в ТГФ .

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

Металлоорганические комплексы, которые включают как циклопентадиенильный анион, так и сам циклопентадиен, известны, одним из примеров которых является производное родоцена , полученное из мономера родоцена в протонных растворителях .

Органический синтез

Это был исходный материал в синтезе додекаэдрана Лео Пакеттом в 1982 году . Первый этап включал восстановительную димеризацию молекулы с образованием дигидрофульвалена , а не простое добавление с образованием дициклопентадиена.

Начало синтеза додекаэдра Пакета в 1982 году. Обратите внимание на димеризацию циклопентадиена на стадии 1 до дигидрофульвалена.

Использует

Помимо использования в качестве предшественника катализаторов на основе циклопентадиенила, основным коммерческим применением циклопентадиена является его использование в качестве предшественника сомономеров . Полугидрирование дает циклопентен . Реакция Дильса-Альдера с бутадиеном дает этилиденнорборнен , сомономер при производстве каучуков EPDM .

Производные

Структура t Bu 3 C 5 H 3 , прототипного объемного циклопентадиена .

Циклопентадиен может замещать один или несколько атомов водорода, образуя производные с ковалентными связями:

Большинство этих замещенных циклопентадиенов могут также образовывать анионы и присоединяться к циклопентадиенильным комплексам .

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки