Ciklopentadién
Ciklopentadién | |||
![]() A ciklopentadién vonalvázas képlete | ![]() A ciklopentadién kalottamodellje | ||
![]() A ciklopentadién pálcikamodellje | |||
Más nevek | 1,3-Ciklopentadién,[1] piropentilén[2] | ||
Kémiai azonosítók | |||
---|---|---|---|
Rövidítés | CPD, HCp | ||
CAS-szám | 542-92-7 | ||
PubChem | 7612 | ||
ChemSpider | 7330 | ||
EINECS-szám | 208-835-4 | ||
MeSH | 1,3-cyclopentadiene | ||
ChEBI | 30664 | ||
RTECS szám | GY1000000 | ||
| |||
| |||
InChIKey | ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N | ||
Beilstein | 471171 | ||
Gmelin | 1311 | ||
UNII | 5DFH9434HF | ||
Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
Kémiai képlet | C5H6 | ||
Moláris tömeg | 66,10 g/mol | ||
Megjelenés | Színtelen folyadék | ||
Szag | irritáló, terpénszerű[1] | ||
Sűrűség | 0.802 | ||
Olvadáspont | -90 °C | ||
Forráspont | 40,85 °C | ||
Oldhatóság (vízben) | nem oldódik[1] | ||
Savasság (pKa) | 16 | ||
Mágneses szuszceptibilitás | -44,5·10−6 cm3 mol−1 | ||
Törésmutató (nD) | 1.44 (20 °C)[3] | ||
Gőznyomás | 53,3 kPa[1] | ||
Kristályszerkezet | |||
Molekulaforma | Síkalkatú[4] | ||
Dipólusmomentum | 0.419 D[3] | ||
Termokémia | |||
Standard moláris entrópia S | 182.7 J·mol−1·K−1 | ||
Hőkapacitás, C | 115.3 J·mol−1·K−1 | ||
Veszélyek | |||
PEL | TWA 75 ppm (200 mg/m3)[1] | ||
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. |
A ciklopentadién szerves vegyület, képlete C5H6.[6] Gyakran CpH-ként rövidítik, mivel a ciklopentadienidion rövidítése Cp−.
E színtelen folyadék szaga erős, kellemetlen. Szobahőmérsékleten e gyűrűs dién órák alatt diciklopentadiénné dimerizálódik Diels–Alder-reakcióval. E dimer visszaalakítható a monomerré hevítéssel.
A vegyületet általában ciklopentén és származékai előállítására használják, ezenkívül a ciklopentadienidion prekurzora, mely fontos ligandum a fémorganikus kémiában a ciklopentadienil-komplexekben.[7]
Előállítása és reakciói
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/AW_Cyclopentadiene.jpg/220px-AW_Cyclopentadiene.jpg)
A ciklopentadién előállítását általában egymásba alakulásuk miatt nem választják el a diciklopentadiéntől. Kőszénkátrányból (koncentráció: 10-20 ppm) és krakkolással (mintegy 1,4%) állítják elő.[8] Ciklopentadién-monomer előállításához a diciklopentadiént mintegy 180 °C-ra hevítik. A monomert desztillálják és később felhasználják.[9] Javasolt frakcionáló oszlop használata a krakkolatlan dimer eltávolításához.
Szigmatróp átrendeződés
A ciklopentadién hidrogénatomjai gyors [1,5]-szigmatróp átrendeződéseken mennek át, de a hidridátalakulás 0 °C-on elég lassú az alkilszármazékok szelektív változtathatóságához.[10]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6a/Prostaglandin_Diels-Alder_Corey_%28cropped2%29.png/400px-Prostaglandin_Diels-Alder_Corey_%28cropped2%29.png)
Még fluxiósabbak a C5H5E(CH3)3 származékok (E=Si, Ge, Sn), ahol a nehezebb elem szénről szénre vándorol alacsony aktiválási energiával.
Diels–Alder-reakciók
A ciklopentadién reaktív dién a Diels–Alder-reakcióban, mivel más diénekhez képest kevés torzítás szükséges az átmeneti állapot eléréséhez.[11] A ciklopentadién dimerizálódik. Ez az átalakulás szobahőmérsékleten órák alatt megy végbe, de a monomer napokig tárolható −20 °C-on.[8]
Deprotonáció
A vegyület rendkívül savas szénhidrogén, melyet az aromás ciklopentadienidion (C5H−5) magyaráz. Számos bázis deprotonálhatja, például a nátrium-hidrid, a fémnátrium vagy a butillítium. Forgalomban vannak az aniont tartalmazó vegyülete, például a nátrium- vagy a lítium-ciklopentadienid. Ezeket ciklopentadienilkomplexek létrehozására használják.
Metallocénszármazékok
A metallocéneket és hasonló ciklopentadienilszármazékokat sokat kutatták, és a fémorganikus kémia fontos részei stabilitásuk miatt. Az első leírt metallocént, a ferrocént más metallocénekhez hasonlóan állították elő: MC5H5 képletű alkálifém-vegyületek átmenetifém-dihalogeniddel való reakciójával.[12] Például a nikkelocén nikkel(II)-kloridból képződik nátrium-ciklopentadieniddel THF-ben.[13]
Ciklopentadiént és ciklopentadienidet is tartalmazó fémkomplexek is ismertek, ilyen például egy rodocénmonomerből protikus oldószerekben képződő rodocénszármazék.[14]
Szerves szintézis
A ciklopentadién volt Leo Paquette 1982-es dodekahedránszintézisének kiinduló anyaga.[15] Az első lépés a molekula reduktív dimerizációja volt dihidrofulvalénné, nem egyszerű addíció diciklopentadiénné.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/DodecahedranePrecursorSynthesis.png/400px-DodecahedranePrecursorSynthesis.png)
Használata
A ciklopentadiénalapú katalizátorok prekurzora mellett a ciklopentadién használatos komonomerek prekurzoraként is. Részleges hidrogénezése ciklopentént, a butadiénnel való Diels–Alder-reakciója etilidénnorbornént ad, mely az EPDM gumik komonomerje.
Származékai
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ca/%28t-Bu%293C5H3.png/144px-%28t-Bu%293C5H3.png)
A ciklopentadiénben egy vagy több hidrogén helyettesíthető, az alábbi származékokat adva:
- Nagy ciklopentadiének
- Kalicén
- Ciklopentadienon
- Di-terc-butilciklopentadién
- Metilciklopentadién
- Pentametilciklopentadién
- Pentacianociklopentadién
E szubsztituált ciklopentadiének legtöbbje képes anionképzésre és ciklopentadienilkomplexek alkotására.
Jegyzetek
- ↑ a b c d e f g NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0170. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)
- ↑ William M. Haynes. CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press/Taylor and Francis, 276 (3-138). o. (2016). ISBN 978-1498754286
- ↑ a b c CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data., William M. Haynes, David R. Lide, Thomas J. Bruno, 2016-2017, 97th (2016. szeptember 1.). ISBN 978-1-4987-5428-6. OCLC 930681942
- ↑ (2000) „Ab initio G2 and DFT calculations on electron affinity of cyclopentadiene, silole, germole and their 2,3,4,5-tetraphenyl substituted analogs: structure, stability and EPR parameters of the radical anions”. Phys. Chem. Chem. Phys. 2 (19), 4293–4297. o. DOI:10.1039/b005247g.
- ↑ Cyclopentadiene. Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)
- ↑ LeRoy H. Scharpen and Victor W. Laurie (1965): "Structure of cyclopentadiene". The Journal of Chemical Physics, volume 43, issue 8, pages 2765-2766. doi:10.1063/1.1697207
- ↑ Hartwig, J. F.. Organotransition Metal Chemistry: From Bonding to Catalysis. New York, NY: University Science Books (2010. szeptember 1.). ISBN 978-1-891389-53-5
- ↑ a b Ullmann Vegyipari Enciklopédia
- ↑ (1962) „Cyclopentadiene and 3-Chlorocyclopentene”. Org. Synth.. ; Coll. Vol. 4: 238
- ↑ (1969) „Stereo-controlled synthesis of prostaglandins F-2a and E-2 (dl)”. Journal of the American Chemical Society 91 (20), 5675–7. o. DOI:10.1021/ja01048a062. PMID 5808505.
- ↑ (2015) „Theoretical Analysis of Reactivity Patterns in Diels–Alder Reactions of Cyclopentadiene, Cyclohexadiene, and Cycloheptadiene with Symmetrical and Unsymmetrical Dienophiles.”. J. Org. Chem. 80 (7), 3530–3537. o. DOI:10.1021/acs.joc.5b00174. PMID 25741891.
- ↑ Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry. Mill Valley, CA: University Science Books (1999). ISBN 0-935702-48-2
- ↑ The Synthesis and Characterization of Inorganic Compounds. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall (1970). ISBN 0-13-879932-6
- ↑ (1985) „Permethylmetallocene: 5. Reactions of Decamethylruthenium Cations”. J. Organomet. Chem. 289 (1), 133–139. o. DOI:10.1016/0022-328X(85)88034-7.
- ↑ (1974) „Domino Diels–Alder reactions. I. Applications to the rapid construction of polyfused cyclopentanoid systems”. J. Am. Chem. Soc. 96 (14), 4671–4673. o. DOI:10.1021/ja00821a052.
- ↑ Synthesis of 1,3,5-Tri-tert-Butylcyclopenta-1,3-diene and Its Metal Complexes Na{1,2,4-(Me3C)3C5H2} and Mg{η5-1,2,4-(Me3C)3C5H2)2, Inorganic Syntheses, 199. o.. DOI: 10.1002/9781119477822.ch8 (2018)
Fordítás
Ez a szócikk részben vagy egészben a Cyclopentadiene 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
- International Chemical Safety Card 0857
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
Kapcsolódó szócikkek