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 | ||
| |||
| |||
| 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[szerkesztés]
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]
A Dewar-benzol 90 °C-on melegítve dimetil-ftaláttá alakul át.
Fordítás[szerkesztés]
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[szerkesztés]
- ↑ 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
- ↑ 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
- ↑ 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
- ↑ Balkova, A.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1994, 101, 8972– 8987
- ↑ Cyclobutadiene- and Benzocyclobutadiene-Iron Tricarbonyl Complexes G. F. Emerson, L. Watts, R. Pettit; J. Am. Chem. Soc.; 1965; 87(1); 131-133. First Page
- ↑ 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
- ↑ Cyclobutadiene L. Watts, J. D. Fitzpatrick, R. Pettit J. Am. Chem. Soc.; 1965; 87(14); 3253-3254. doi:10.1021/ja01092a049