Радиалы

[n]Радиалены представляют собой алициклические органические соединения, содержащие n перекрестно-сопряженных экзоциклических двойных связей . [1] [2] [3] [4] Двойные связи обычно представляют собой алкеновые группы, но соединения с карбонильной (C=O) группой также называются радиенами. [5] Для некоторых членов незамещенные исходные радиены неуловимы, но известно множество замещенных производных.
Радиалены связаны с дендраленами с открытой цепью , а также с такими соединениями, как бутадиен и бензол, которые также состоят из кольца sp. 2 гибридизованные атомы углерода.
Радиалены исследуются в органической химии на предмет их необычных свойств и реакционной способности, но они не выходят за пределы лаборатории. Сообщается, что они используются в качестве экспериментальных строительных блоков для новых органических проводников и ферромагнетиков. [6] Первый радиен под названием гексаэтилиденциклогексан был синтезирован в 1961 году. [7]
Телосложение
[ редактировать ]Ожидается, что [3] и [4]радиалены будут иметь плоскую молекулярную геометрию со всеми атомами углерода в одной плоскости. Это подтверждено экспериментально на гексаметил[3]радиалине и циклобутантетраонтетракис(гидразоне) . Декаметил[5]радиален имеет геометрию твист-конверта с C 2 симметрией , тогда как конформация стула рассчитана для [6]радиалена и обнаружена экспериментально для гекса-(этилиден)циклогексана.
Из-за специфического распределения пи-электронов такие углеводороды, как перилен и трифенилен, не считаются радиаленами. Одно исследование [6] описывает [6]радиален, состоящий из тиофеновых звеньев: [8]
Сообщается, что это соединение плоское с D 3h симметрией ( дифракция рентгеновских лучей ), но не ароматическое : связей углерод-углерод длины необычно велики (145 пм против 140 пм для бензола ), а расчетное значение NICS близко к нулю.
Синтез и свойства
[ редактировать ]Исходные [3], [4], [5] и [6]радиалены полимеризуются при контакте с кислородом.
[3]Радиалены
[ редактировать ][3] Радиален или триметиленциклопропан был синтезирован в 1965 году. [9] [10] [11] Сообщаемыми производными являются трихиноциклопропаны, [12] [13] [14] соли дианионов триметиленциклопропана, [15] трис(тиоксантен-9-илиден)циклопропан, [16] трис(флуорен-9-илиден)циклопропан [17] и гексакис(триметилсилилэтинил)[3]радиален. [18] Сообщалось также о производных фосфора (на основе 4,5,6-трифосфа[3]радиалена). [19] [20] [21] [22] Фосфарадиалены были исследованы как средства улучшения квантовой эффективности солнечных элементов. [23] Производные гексакис[4-(диариламино)фенил][3]радиалилена были исследованы на предмет их низких окислительных потенциалов. [24]
[4]Радиалены
[ редактировать ]Незамещенный [4]радиален был получен отщепления реакцией цис,транс,цис-тетра(бромметил)циклобутана метоксидом натрия в этаноле . [25]
![[4]синтез радиаленов](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0e/%284%29-Radialene_Synthesis.png/400px-%284%29-Radialene_Synthesis.png)
Гидрирование платиной на угле дает цис,цис,цис-тетраметилциклобутан в соответствии с предложенной структурой.
[5]Радиалены
[ редактировать ]В 2015 году сообщалось об успешном низкотемпературном синтезе исходного соединения [5]радиалена. [26]
[6]Радиалены
[ редактировать ]Исходный [6]радиален нестабилен и полимеризуется сразу после образования. Он был синтезирован из 1,5,9-циклододекатриина, 1,3,6-три(хлорметил)мезитилена и трициклобутабензола . [27] [28] [29] [30]
В виде стабильных соединений существуют только замещенные [6]радиалены. Стабильные производные представляют собой гексаметилзамещенные, [7] [31] додекаметилзамещенный [32] и гексабромзамещенный [33] радиалы.
Также сообщалось о трисалкоксизамещенном радиене: [34] центральное кольцо принимает неплоскую конформацию спиральной лодочки :
Использование
[ редактировать ]Радиалены были исследованы как потенциальный способ доступа к сложным синтетическим молекулам. [35] [36] и в синтезе полимеров. [37] [38]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Химия диенов и полиенов, том 1. Химия диенов и полиенов, том 121. Химия функциональных групп Патая. Зви Раппопорт, ред. Уайли, 1997 г.
- ^ Иёда М., Ямакава Дж. и Рахман М.Дж. (2011), Сопряженные макроциклы: концепции и приложения . Энджью. хим. Межд. Ред., 50: 10522–10553. два : 10.1002/anie.201006198
- ^ Олигомерные и полимерные системы с перекрестно-сопряженным π-каркасом Мойтаба Голами и Рик Р. Тыквински Chemical Reviews 2006 106 (12), 4997-5027 два : 10.1021/cr0505573
- ^ Хопф Х. и Маас Г. (1992), Получение и свойства, реакции и применение радиаленов . Энджью. хим. Межд. Эд. англ., 31: 931–954. два : 10.1002/anie.199209313
- ^ Влияние перенаселенности [n] радиаленов на синтез бис[4]радиаленов Менахем Кафтори, Марк Ботошанский, Сюндзи Хёда, Тошихиро Ватанабэ и Фумио Тода J. Org. хим. ; 1999 год ; 64(7), стр. 2287–2292; (Статья) два : 10.1021/jo9818677
- ^ Jump up to: а б Планарные [6]радиалены: структура, синтез и ароматичность бензотриселенофена и бензотритиофена Асит Патра, Яир Х. Вейсбум, Линда Дж. Шимон и Майкл Бендиков Ангью. хим. Межд. Эд. 2007 , 46, 8814 –8818 два : 10.1002/anie.200703123
- ^ Jump up to: а б Хопфф, Х.; Вик, А.К. (1961). «К знаниям о гексаалкилбензолах. 3-е сообщение. О новом углеводороде С 18 Н 24 (гексаэтилиденциклогексан)». Helvetica Chimica Acta . 44 (2): 380. doi : 10.1002/hlca.19610440206 .
- ^ реакции сочетания Реагент бис(1,5-циклооктадиен)никель(0) . Образуется равное количество тетрамера
- ^ Получение и свойства триметиленциклопропана Эрнест А. Дорко Журнал Американского химического общества 1965 87 (23), 5518-5520 два : 10.1021/ja00951a067
- ^ Молекулярная структура триметиленциклопропана Э.А. Дорко, Дж.Л. Хенчер, Тетраэдр С.Х. Бауэра, том 24, выпуск 6, 1968, страницы 2425–2434. два : 10.1016/S0040-4020(01)82515-1
- ^ Балли, Т. и Хазельбах, Э. (1978), Трис (метилиден)-циклопропан («[3] Радиален»). Часть 2. Электронные состояния молекулярного катиона и уточненный УФ-спектр поглощения исходной нейтрали. ХКА , 61: 754–761. два : 10.1002/hlca.19780610223
- ^ Синтез трихиноциклопропана Роберта. Уэст и Дэвид К. Зечер Журнал Американского химического общества, 1967 г. 89 (1), 152–153. дои : 10.1021/ja00977a033
- ^ Диарилхиноциклопропены и трихиноциклопропаны Роберт Уэст и Дэвид К. Зечер Журнал Американского химического общества 1970 92 (1), 155-161 два : 10.1021/ja00704a025
- ^ Полиантрахиноциклопропаны, диантракиноциклопропанон и диантракиноэтилен. Синтез и свойства Джудит Л. Бенхэм, Роберт Уэст и Джон А. Т. Норман Журнал Американского химического общества 1980 102 (15), 5047-5053 два : 10.1021/ja00535a037
- ^ Отрицательно замещенные дианионы триметиленциклопропана Тадамичи Фукунага Журнал Американского химического общества 1976 98 (2), 610-611 два : 10.1021/ja00418a050
- ^ Сугимото Т., Мисаки Ю., Кадзита Т., Нагатоми Т., Ёсида З.-и. и Ямаути Дж. (1988), Трис(тиоксантен-9-илиден)циклопропан и его радикальный катион и дикатион. Энджью. хим. Межд. Эд. англ., 27: 1078–1080. два : 10.1002/anie.198810781
- ^ Айода М., Отани Х. и Ода М. (1988), Трис (флуорен-9-илиден) циклопропан, новый [3] Радиален . Энджью. хим. Межд. Эд. англ., 27: 1080–1081. два : 10.1002/anie.198810801
- ^ Ланге Т., Грамлих В., Амрейн В., Дидерих Ф., Гросс М., Будон К. и Гиссельбрехт Ж.-П. (1995), Гексакис(триметилсилилэтинил)[3]радиален: богатый углеродом хромофор с необычными электронными свойствами . Энджью. хим. Межд. Эд. англ., 34: 805–809. два : 10.1002/anie.199508051
- ^ Мияке, Х., Сасамори, Т. и Токито, Н. (2012), Синтез и свойства 4,5,6-трифосфа[3]радиалина . Энджью. хим. Межд. Ред., 51: 3458–3461. два : 10.1002/anie.201200374
- ^ 4,5,6-трифосфа[3]радиален-дианион: фосфорный аналог дельтат-дианиона. Исследование их ароматичности NICS(0)πzz Хидеаки Мияке, Такахиро Сасамори, Джуди И-Чиа Ву, Пол против . Р. Шлейер и Норихиро Токитох Chem. Коммун., 2012.48, 11440–11442. два : 10.1039/C2CC35978B
- ^ Первый рентгеновский анализ фосфа[3]радиалина , Многогранник, том 11, выпуск 3, 1992, страницы 385-387 Икуко Мияхара, Ацухиро Хаяси, Кен ХироцуМасааки Ёсифудзи, Хидеки Ёсимура, Кодзо Тойота два : 10.1016/S0277-5387(00)83187-3
- ^ Фотохимическая (E) – (Z) изомеризация двойной связи P = C в комплексах трифосфа[3]радиален–[M(CO)5] (M = W, Cr) Такахиро Сасамори, Коки Хирано, Хидеаки Мияке, Норихиро Токито Химические письма Том. 44 (2015) № 9 П 1240-1242 два : 10.1246/кл.150422
- ^ Хопф, Х. (2012), Фосфарадиалены — новенький в городе . Энджью. хим. Межд. Ред., 51: 11945–11947. два : 10.1002/anie.201206101
- ^ Триариламины на [3] Радиаленовом каркасе: новые [3] Многоступенчатые окислительно-восстановительные системы широкого диапазона действия на основе радиалена с удивительно низкими окислительными потенциалами Кодзо Мацумото, Нао Ямада, Тэцуя Эномото, Хироюки Курата, Такеши Кавасе, Масаджи Ода Chemistry Letters Vol. 40 (2011) № 9 П 1033-1035 два : 10.1246/кл.2011.1033
- ^ Химия фотодимеров производных малеиновой и фумаровой кислот. IV.1 Тетраметиленциклобутан Гэри В. Гриффин и Лоуренс И. Петерсон Дж. Ам. хим. Соц. ; 1962 год ; 84(17) стр. 3398 - 3400; два : 10.1021/ja00876a033
- ^ [5] Радиалена Эмили Г. Маккей, Кристофер Г. Ньютон, Генри Тумбс-Руан, Эрик Ян Линдебум, Томас Фэллон, Энтони К. Уиллис, Майкл Н. Пэддон-Роу и Майкл С. Шерберн Журнал Американского химического общества Статья как можно скорее дои : 10.1021/jacs.5b07445
- ^ Баркович, AJ; Воллхардт, КПК (1976). «1,5,9-Циклододекатриин. Синтез и превращение в промежуточный 1,2:3,4:5,6-трициклобутабензол». Журнал Американского химического общества . 98 (9): 2667. doi : 10.1021/ja00425a046 .
- ^ Харрафф, LG; Браун, М.; Букельхайде, В. (1978). «Гексарадиален: предшественники и структура». Журнал Американского химического общества . 100 (9): 2893. doi : 10.1021/ja00477a055 .
- ^ Баркович, AJ; Штраус, Э.С.; Воллхардт, КПК (1977). «Гексарадиален». Журнал Американского химического общества . 99 (25): 8321. doi : 10.1021/ja00467a036 .
- ^ Шисс, П.; Хайцманн, М. (1978). «Гексакис (метилиден)-циклогексан (?[6]радиален?). Химические и спектральные свойства». Helvetica Chimica Acta . 61 (2): 844. doi : 10.1002/hlca.19780610232 .
- ^ Хопфф, Х.; Вик, А.К. (1961). «К знаниям о гексаалкилбензолах. 2-е сообщение. Галогенирование боковых цепей гексаэтилбензола». Helvetica Chimica Acta . 44 (1): 19. doi : 10.1002/hlca.19610440104 .
- ^ Йода, М.; Танака, С.; Отани, Х.; Нос, М.; Ода, М. (1988). «Новый подход к построению радиенов путем катализируемой никелем циклоолигомеризации [3]кумуленов (бутатриенов)». Журнал Американского химического общества . 110 (25): 8494. doi : 10.1021/ja00233a028 .
- ^ Стангер, А.; Ашкенази, Н.; Бозе, Р.; Блэзер, Д.; Стеллберг, П. (1997). «Гексабромтрициклобутабензол и гексабромгексарадиален: их однореакторный синтез с участием никеля и кристаллическая структура». Химия: Европейский журнал . 3 (2): 208–211. дои : 10.1002/chem.19970030207 . ПМИД 24022949 .
- ^ Шинозаки, С.; Хамура, Т.; Ибусуки, Ю.; Фуджи, К.; Уэкуса, Х.; Сузуки, К. (2010). «Гексарадиалены с последовательным раскрытием кольца трис (алкокси-трициклобутабензолов): синтез и характеристика». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 49 (17): 3026–3029. дои : 10.1002/anie.200907305 . ПМИД 20333636 .
- ^ Синтез и реакции Дильса-Альдера производного бензо[5]радиалина Андреас А. фон Рихтгофен, Лилиана Марзорати, Лукас К. Дукати и Клаудио Ди Витта Organic Letters 2014 16 (15), 4020-4023 два : 10.1021/ol5018432
- ^ Янушевски Дж. А., Хампель Ф., Нейсс К., Герлинг А. и Тыквински Р. Р. (2014), Неожиданное образование [4] радиалина и дендраленов путем добавления тетрацианоэтилена к тетраарил [5] кумулену . Энджью. хим. Межд. Ред., 53: 3743–3747. два : 10.1002/anie.201309355
- ^ 2-D координационные полимеры гекса (4-цианофенил) [3]-радиалена и серебра (I): анионные ··· π-взаимодействия и радиаленовые C-H··· анионные водородные связи в твердофазных взаимодействиях гексаарила [3]-радиалены с анионами Кортни А. Холлис, Лайалл Р. Хантон, Джонатан К. Моррис и Кристофер Дж. Самби Crystal Growth & Design 2009 9 (6), 2911-2916 два : 10.1021/cg9002302
- ^ Двумерные и трехмерные координационные полимеры гексакис(4-цианофенил)[3]радиалена: роль стехиометрии и кинетики Кортни А. Холлис, Стюарт Р. Баттен и Кристофер Дж. Самби Crystal Growth & Design 2013 13 ( 6), 2350-2361 гг. два : 10.1021/cg400036x