Бифенилен
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
Бифенилен [ 1 ] | |
| Другие имена
Дифенилен
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.217.287 |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 12 Ч 8 | |
| Молярная масса | 152.196 g·mol −1 |
| Появление | Твердый |
| Температура плавления | От 109 до 111 ° C (от 228 до 232 ° F; от 382 до 384 К) |
| Родственные соединения | |
Родственные ненасыщенные
углеводороды |
бензол бифенил циклобутен циклобутадиен |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Бифенилен – органическое соединение формулы (C 6 H 4 ) 2 . Это бледное желтоватое твердое вещество с запахом сена. Несмотря на свою необычную структуру, он ведет себя как традиционный полициклический ароматический углеводород . [ 2 ] [ 3 ]
Склеивание
[ редактировать ]Бифенилен представляет собой полициклический углеводород , состоящий из двух бензольных колец, соединенных двумя мостиковыми связями (в отличие от обычного слияния колец ), образуя таким образом ареновую систему 6-4-6. Полученная плоская структура [ 4 ] была одной из первых π-электронных углеводородных систем, обнаруживших признаки антиароматичности . Спектральные и химические свойства показывают влияние центрального [4n] кольца, что приводит к значительному интересу к системе с точки зрения степени ее пониженной ароматичности . Вопросы чередования связей и кольцевых токов исследовались неоднократно. Обе рентгеновские дифракции [ 5 ] и дифракция электронов [ 6 ] исследования показывают значительное изменение длин связей, при этом мостиковые связи между бензоидными кольцами имеют необычно большую длину - 1,524 Å. На разделение колец отражается также отсутствие передачи эффектов ЯМР-заместителя через центральное [4n] кольцо. Однако более чувствительные данные ЯМР , и особенно смещение протонных резонансов в сильное поле, действительно указывают на существование делокализации электронов в центральном [4n] кольце. [ 7 ] [ 8 ] Этот сдвиг в сильное поле был интерпретирован как уменьшение бензоидных кольцевых токов, как с сопутствующим парамагнитным кольцевым током в центральном [4n] кольце, так и без него. Измерения магнитной восприимчивости также показывают уменьшение как диамагнитной экзальтации , так и диамагнитной анизотропии по сравнению с сопоставимыми чистыми [4n+2] системами, что также согласуется с уменьшением диамагнетизма кольцевого тока . [ 9 ] [ 10 ] Электронная структура бифенилена в газовой фазе имеет ВЗМО при энергии связи 7,8 эВ. [ 11 ]
Подготовка
[ редактировать ]Бифенилен был впервые синтезирован Лотропом в 1941 году. [ 12 ] Структуру бифенилена также можно понимать как димер реакционноспособного промежуточного бензона , который фактически служит основным путем синтеза, путем нагревания цвиттер-иона бензолдиазоний-2-карбоксилата, полученного из 2-аминобензойной кислоты . [ 13 ] Другой подход заключается в N -аминировании 1 H -бензотриазола кислотой гидроксиламин- O -сульфоновой . Основной продукт, 1-аминобензотриазол, образует бензол с почти количественным выходом при окислении ацетатом свинца (IV) , который быстро димеризуется до бифенилена с хорошими выходами. [ 14 ]
Высшие бифенилены
[ редактировать ]Были также получены полициклы, содержащие бифениленовое ядро, некоторые из которых имеют значительный антиароматический характер. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] В общем, дополнительные 6-членные кольца придают дополнительный ароматический характер, а дополнительные 4-членные и 8-членные кольца добавляют антиароматический характер. Однако точная природа добавок и слияний сильно влияет на возмущения бифениленовой системы, при этом многие слияния приводят к противоречивой стабилизации с помощью [4n] колец или дестабилизации с помощью 6-членных колец. Это привело к значительному интересу к системам со стороны химиков-теоретиков и теоретиков графов. Был предложен даже полный двумерный углеродный лист с бифениленподобными субъединицами. [ 20 ] и был тщательно исследован теоретическими средствами, в результате чего была обнаружена технологически значимая прямая запрещенная зона размером ок. 1 эВ, энергия связи экситонов ок. 500 мэВ и потенциал в качестве датчика газа. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
Сеть
[ редактировать ]Исследователи синтезировали лист бифенилена, состоящий из sp2-гибридизированных атомов углерода, образующих четырех-, шести- и восьмичленные кольца на гладкой поверхности золота. Двухстадийное интерполимерное дегидрофторирование адсорбированной галогенированного терфенила молекулы снизу вверх при полимеризации привело к образованию ультраплоских четырех- и восьмичленных колец. Полученный аллотроп был металлическим. [ 24 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Фронт материи». Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 209. дои : 10.1039/9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4 .
- ^ Кава, член парламента; Митчелл, MJ (1967). «10». Циклобутадиен и родственные соединения . Академическая пресса. стр. 255–316.
- ^ Бартон, JW (1969). «2». В Дж. П. Снайдере (ред.). Небензолоидные ароматические соединения . Том. 1. Академическая пресса. стр. 32–62.
- ^ Васер, Юрг; Лу, Чиа-Си (1944). «Кристаллическая структура бифенилена». Дж. Ам. хим. Соц. 66 (12): 2035–2042. дои : 10.1021/ja01240a012 .
- ^ Фосетт, Дж. К.; Троттер, Дж. (1966). «Уточнение структуры бифенилена» . Акта Кристаллогр. 20 (1): 87–93. Бибкод : 1966AcCry..20...87F . дои : 10.1107/s0365110x66000161 .
- ^ Ёкодзеки, А.; Уилкокс-младший, CF; Бауэр, С.Х. (1974). «Бифенилен. Межъядерные расстояния и их среднеквадратические амплитуды колебаний». Дж. Ам. хим. Соц. 96 (4): 1026–1032. дои : 10.1021/ja00811a014 .
- ^ Катрицкий, Арканзас ; Реавилл, Р.Э. (1964). «Доказательства ядерного магнитного резонанса частичной фиксации связи в бифенилене». Рек. Трав. Хим. Платит-Бас . 83 (12): 1230–1232. дои : 10.1002/recl.19640831203 .
- ^ Френкель, Г.; Асахи, Ю.; Митчелл, MJ; Кава, член парламента (1964). «ЯМР-спектроскопия бензоциклобутена и бифенилена». Тетраэдр . 20 (5): 1179–1184. дои : 10.1016/s0040-4020(01)98985-9 .
- ^ Добен младший, Hyp. Дж.; Уилсон, Джеймс Д.; Миряне, Джон Л. (1969). «Повышение диамагнитной восприимчивости углеводородов». Дж. Ам. хим. Соц. 91 (8): 1991–1998. дои : 10.1021/ja01036a022 .
- ^ Анет, ФАЛ; Шенк, Г. (1971). «Применение эффектов растворителя к изучению диамагнитных и парамагнитных кольцевых токов». Дж. Ам. хим. Соц. 93 (2): 556–557. дои : 10.1021/ja00731a061 .
- ^ Людер, Иоганн; де Симона, Моника; Тотани, Роберта; и др. (2015). «Электронная характеристика бифенилена. Экспериментальные и теоретические данные, полученные на основе спектроскопии основного и валентного уровней» (PDF) . Дж. Хим. Физ. 142 (7): 074305. Бибкод : 2015JChPh.142g4305L . дои : 10.1063/1.4907723 . hdl : 11368/2842819 . ПМИД 25702013 .
- ^ Лотроп, WC (1941). «Бифенилен». Дж. Ам. хим. Соц. 63 (5): 1187–1191. дои : 10.1021/ja01850a007 .
- ^ Логулло, Фрэнсис М.; Зейтц, Арнольд М.; Фридман, Лестер (1968). «Бензолдиазоний-2-карбоксилат и бифенилен (бензолдиазоний, о -карбокси-, гидроксид, внутренняя соль)» . Органические синтезы . 48 : 12. дои : 10.15227/orgsyn.048.0012 ; Сборник томов , т. 5, с. 54 .
- ^ Кэмпбелл, CD; Рис, CW (1969). «Реакционноспособные интермедиаты. Часть I. Синтез и окисление 1- и 2-аминобензотриазолов». Дж. Хим. Соц. С. 1969 (5): 742–747. дои : 10.1039/J39690000742 .
- ^ Уилкокс-младший, Чарльз Ф.; Утрехт, Япония; Громан, К.К. (1972). «Циклоокта[ определение ]бифенилен». Дж. Ам. хим. Соц. 94 (7): 2532. doi : 10.1021/ja00762a068 .
- ^ Уилкокс-младший, Чарльз Ф.; Фарли, Эрик Н. (1983). «Дициклоокта[1,2,3,4- def :1',2',3',4'- jkl ]бифенилен. Бензеноидный атропизм в сильно антиароматическом полицикле». Дж. Ам. хим. Соц. 105 (24): 7191–7192. дои : 10.1021/ja00362a040 .
- ^ Уилкокс-младший, Чарльз Ф.; Фарли, Эрик Н. (1984). «Дициклооктабифенилен. Синтез и свойства». Дж. Ам. хим. Соц. 106 (23): 7195–7200. дои : 10.1021/ja00335a055 .
- ^ Уилкокс-младший, Чарльз Ф.; Фарли, Эрик Н. (1985). «Циклооктаннелированные бифенилены. Диагностика аномальной длины связи путем анализа геометрических факторов кольцевого тока». Дж. Орг. хим. 50 (3): 351–356. дои : 10.1021/jo00203a013 .
- ^ Фарли, Эрик Нил (1984). Дициклооктабифенилены (Диссертация). Корнелльский университет.
- ^ Балабан, AT (1968). Румынский химический журнал . 13 :231.
{{cite journal}}: Отсутствует или пусто|title=( помощь ) - ^ Дж. Брунетто, Аутрето ПАС, Мачадо Л.Д., Сантос Б.И., Дос Сантос РПБ и Гальвао Д.С. (2012). «Двумерный аллотроп углерода с ненулевой щелью из пористого графена». Дж. Физ. хим. С. 116 (23): 12810–12813. arXiv : 1205.6838 . Бибкод : 2012arXiv1205.6838B дои : 10.1021/jp211300n . S2CID 103548116 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Людер Дж., Апулия К., Оттоссон Х., Эрикссон О., Саньял Б., Брена Б. (2016). «Эффекты многих тел и экситонные особенности в двумерном бифениленовом углероде». Дж. Хим. Физ. . 144 (2): 024702. Бибкод : 2016JChPh.144b4702L . дои : 10.1063/1.4939273 . ПМИД 26772582 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Чжу Л., Цзинь Ю., Сюэ Ц., Ли С., Чжэн Х., Ву Т. Лин К. (2016). «Теоретическое исследование перестраиваемой и контролируемой по деформации нанопористой графиленовой мембраны для многофункционального разделения газов». Дж. Матер. хим. А. 4 (39): 15015–15021. дои : 10.1039/C6TA04456E .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Фань, Цитан; Ян, Линхао; Трипп, Матиас В.; Крейчи, Ондржей; Димосфенус, Ставрина; Качель, Стефан Р.; Чен, Мэнъи; Фостер, Адам С.; Корт, Ульрих; Лильджерот, Питер; Готфрид, Дж. Майкл (21 мая 2021 г.). «Дифениленовая сеть: небензеноидный аллотроп углерода» . Наука . 372 (6544): 852–856. Бибкод : 2021Sci...372..852F . дои : 10.1126/science.abg4509 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 34016779 . S2CID 234794559 .