Олимпиен
| |
 Изображение атомно-силовой микроскопией . олимпицена, полученное
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
6 H -Бенз[ cd ]пирен | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 19 Ч 12 | |
| Молярная масса | 240.305 g·mol −1 |
| Появление | белый порошок |
| Плотность | 1,28 г/см 3 |
| Точка кипения | 511,754 ° C (953,157 ° F; 784,904 К) при 760 мм рт. ст. |
| Опасности | |
| точка возгорания | 254,195 ° С (489,551 ° F; 527,345 К) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Олимпиен — это органическая молекула на основе углерода, состоящая из пяти колец, четыре из которых бензольные , соединенных в форме олимпийских колец .
Молекула была задумана в марте 2010 года как способ отпраздновать 2012 года в Лондоне из Грэмом Ричардсом Олимпийские игры Оксфордского университета и Энтони Уильямсом . Впервые его синтезировали исследователи Аниш Мистри и Дэвид Фокс из Уорикского университета в Великобритании. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Относительные энергии олимпицена и его изомеров были впервые предсказаны на основе вычислений квантовой электронной структуры Эндрю Валентайном и Дэвидом Мацциотти из Чикагского университета . [ 4 ]
Подсчет электронов
[ редактировать ]Олимпиен имеет 18 пи-электронов в своей кольцевой системе; поскольку это плоская молекула, это делает ее ароматической молекулой . Центральное кольцо не является ароматическим.
Родственные соединения
[ редактировать ]Очень похожая молекула ( бензо[ c ]фенантрен ), в которой отсутствует спейсер -CH 2 - между двумя сторонами молекулы, известна уже много лет. [ 5 ] Эта более ранняя молекула была изучена с помощью рентгеновской кристаллографии, и из-за стерического столкновения между двумя атомами водорода молекула не является плоской. [ 6 ] Вполне вероятно, что Олимпицен более плоский, поскольку между двумя кольцами не будет стерического столкновения.
Молекула, в которой спейсер -CH 2 - заменен на кетоновую (C=O) группу ( нафтантрон ), известна уже несколько десятилетий. [ 7 ] Молекулы, в которых спейсер -CH 2 - заменен атомами кислорода и серы, известны уже некоторое время. [ 8 ] Соединение серы имеет угол C–S–C 104,53 °, что позволяет предположить, что атом серы представляет собой sp. 3 -гибридизованный атом, а не sp 2 . Это говорит о том, что атом серы не является частью пи-системы молекулы.
Профессор сэр Мартин Полякофф из Ноттингемского университета отметил, что олимпийские кольца связаны между собой, а не касаются друг друга, как в олимпицене, и что лучшее сходство можно было бы получить, используя катенаны . Олимпийская молекула на основе катенана была синтезирована в 1994 году Фрейзером Стоддартом и получила название олимпиадан . [ 9 ]
Синтез
[ редактировать ]Синтез начинается с Виттига пиренкарбоксальдегида реакции . Чтобы получить необходимый илид , сначала трифенилфосфин подвергают взаимодействию с этилбромацетатом с образованием фосфониевой соли; после обработки этой соли мягким основанием илид может вступить в реакцию с альдегидом в толуоле . После гидрирования альфа, бета-ненасыщенного карбонильного соединения с использованием водорода и палладия в этилацетате сложный эфир превращали в хлорангидрид с использованием гидроксида калия , кислоты, а затем тионилхлорида . [ не удалось пройти проверку ] По реакции Фриделя-Крафтса с использованием хлорида алюминия в дихлорметане образовался кетон. При восстановлении этого кетона алюмогидридом лития спирт 3,4-дигидро- 5Н- бензо[ cd получен ]пирен-5-ол, 3,4-дигидро- 5Н- бензо[ cd ]пирен-5-ол. ол обрабатывали кислотой в виде ионообменной смолы с получением продукта. [ 10 ]
Изображения
[ редактировать ]Предварительные изображения его были сделаны с помощью сканирующей туннельной микроскопии . Более детальные изображения были сделаны исследователями IBM в Цюрихе с помощью бесконтактной атомно-силовой микроскопии в 2012 году. [ 11 ] [ 12 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уильямс, AJ (27 мая 2012 г.). «История Олимпиены от замысла до завершения» . ХимКоннектор . Королевское химическое общество . Проверено 28 мая 2012 г.
- ^ Мистри, А. (31 мая 2012 г.). «Дегидратация 3,4-дигидро- 5H -бензо[ cd ]пирен-5-ола; 6H - бензо[ cd ]пирена» . Химический Паук . Королевское химическое общество . дои : 10.1039/SP542 . Проверено 3 января 2016 г.
- ^ Уильямс, AJ (14 марта 2012 г.). «Шаг за шагом к синтезу олимпиена» . ХимКоннектор . Королевское химическое общество . Проверено 6 июня 2012 года .
- ^ Валентин, AJS; Мацциотти, Д.А. (2013). «Теоретическое предсказание структуры и энергии Олимпиена и его изомеров». Дж. Физ. хим. А. 117 (39): 9746–9752. Бибкод : 2013JPCA..117.9746V . дои : 10.1021/jp312384b . ПМИД 23510393 .
- ^ Кук, JW (1931). «CCCL – Полициклические ароматические углеводороды. Часть VI. 3: 4-бензфенантрен и его хинон». Дж. Хим. Соц. : 2524–2528. дои : 10.1039/jr9310002524 .
- ^ Хиршфлед, Флорида; Сэндлер, С.; Шмидт, GMJ (1963). «398. Строение перенаселенных ароматических соединений. Часть VI. Кристаллическая структура бензо[ c ]фенантрена и 1,12-диметилбензо[ c ]фенантрена». Дж. Хим. Соц. : 2108–2125. дои : 10.1039/jr9630002108 .
- ^ Фудзисава, С.; Униси, И.; Аоки, Дж.; Ивасима, С. (1976). «Кристаллическая и молекулярная структура нафтантрона» . Бык. хим. Соц. Япония. 49 (12): 3454–3456. дои : 10.1246/bcsj.49.3454 .
- ^ Донован, премьер-министр; Скотт, LT (2004). «Переработка диарилкетонов в нафталины, конденсированные с двух или четырех сторон: процедура нафтоаннуляции». Дж. Ам. хим. Соц. 126 (10): 3108–3112. дои : 10.1021/ja038254i . ПМИД 15012140 .
- ^ Проблема с олимпиеном в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет).
- ^ Мистри, А.; Мортон, Б.; Шулер, Б.; Мон, Ф.; Мейер, Г.; Гросс, Л.; Уильямс, Эй Джей; Скотт, П.; Константини, Г.; Фокс, Д. (2014). «Синтез и СТМ/АСМ-изображение« олимпийских »бензо[cd]пиренов». Химия: Европейский журнал . 21 (5): 2011–2018. дои : 10.1002/chem.201404877 . ПМИД 25469908 .
- ^ Палмер, Дж. (28 мая 2012 г.). « Молекула олимпицена «олимпийских колец» в ярком изображении» . Новости Би-би-си . Проверено 3 января 2016 г.
- ^ «Олимпицена: рисунок с потрясающим изображением пяти наименьших колец» . Исследования IBM. 28 мая 2012 года . Проверено 28 мая 2012 г.