Jump to content

Бензол Дьюара

Бензол Дьюара
Скелетная формула
Соединенные циклобутеновые кольца бензола Дьюара образуют тупой угол .
Шаровидная модель
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
Бицикло[2.2.0]гекса-2,5-диен
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
ХимическийПаук
НЕКОТОРЫЙ
Характеристики
С 6 Ч 6
Молярная масса 78.1 g·mol −1
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).

Бензол Дьюара (также пишется как деварбензол ) или [2.2.0]гекса-2,5-диен представляет собой бициклический изомер бензола бицикло с молекулярной формулой C 6 H 6 . Соединение названо в честь Джеймса Дьюара , который включил эту структуру в список возможных структур C 6 H 6 в 1869 году. [ 1 ] Однако он не предложил ее в качестве структуры бензола, а фактически поддержал правильную структуру, ранее предложенную Августом Кекуле в 1865 году. [ 2 ]

Структура и свойства

[ редактировать ]

В отличие от бензола, бензол Дьюара не является плоским, поскольку атомы углерода в местах соединения колец связаны с четырьмя атомами, а не с тремя. Эти атомы углерода имеют тенденцию к тетраэдрической геометрии , а два циклобутеновых кольца образуют угол, в котором они цис - конденсированы друг с другом. Тем не менее, это соединение обладает значительной энергией деформации и превращается в бензол с химическим периодом полураспада два дня. Это тепловое преобразование происходит относительно медленно, поскольку оно запрещено по симметрии на основании аргументов орбитальной симметрии. [ 3 ]

Само соединение было впервые синтезировано в 1962 году как трет -бутильное производное. [ 4 ] а затем в качестве незамещенного соединения Юджином ван Тамеленом в 1963 году путем фотолиза цис - 1,2-дигидропроизводного фталевого ангидрида с последующим окислением тетраацетатом свинца . [ 5 ] [ 6 ]

Синтез дьюара бензола, о котором сообщили ван Тамелен и Паппас [5]

«Бензол Дьюара» и бензол

[ редактировать ]
Семь возможных изомеров, предложенных Дьюаром, с «бензолом Дьюара» во втором ряду справа.

Иногда ошибочно утверждают, что Дьюар предложил свою структуру как истинную структуру бензола. Фактически Дьюар просто описал структуру как один из семи возможных изомеров. [ 1 ] и считал, что его эксперименты с бензолом подтверждают (правильную) структуру, предложенную Кекуле . [ 2 ]

После развития теории валентных связей в 1928 году бензол описывался в основном с использованием двух его основных резонансных вкладчиков, двух структур Кекуле. Три возможные структуры Дьюара считались второстепенными резонансными вкладчиками в общее описание бензола, наряду с другими классическими структурами, такими как изомеры призмана , бензвален и бензол Клауса . Присман и бензвален были синтезированы в 1970-х годах; Бензол Клауса синтезировать невозможно. [ 7 ]

Гексаметилбензол Дьюара

[ редактировать ]

Гексаметилбензол Дьюара получен бициклотримеризацией диметилацетилена с хлоридом алюминия . [ 8 ] Он подвергается реакции перегруппировки с галоидоводородными кислотами соответствующую соль , к которой можно добавить с образованием металлоорганического пентаметилциклопентадиенилдихлорида родия. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] и димеры дихлорида пентаметилциклопентадиенила иридия ; [ 13 ] следовательно, его можно использовать в качестве исходного материала для синтеза некоторых пентаметилциклопентадиенильных металлорганических соединений. [ 14 ] [ 15 ] включая [Cp*Rh(CO) 2 ]. [ 16 ] Попытка аналогичной реакции с тетрахлорплатинатом калия приводит к образованию пентаметилциклопентадиенового комплекса [(η 4 -Cp*H)PtCl 2 ], что указывает на то, что металлические центры родия и иридия необходимы для стадии образования ароматического аниона. [ 12 ]

Синтез димера родия(III) [Cp*RhCl2]2 из гексаметилбензола Дьюара
Synthesis of the rhodium(III) dimer [Cp*RhCl2]2 from hexamethyl Dewar benzene

Один из алкенов можно эпоксидировать с помощью m CPBA . [ 17 ] пероксибензойная кислота , [ 18 ] или диметилдиоксиран (ДМДО). [ 19 ] При использовании надкислоты ( м- CPBA или пероксибензойной кислоты) эпоксидный продукт быстро перегруппировывается, катализируемый кислотным побочным продуктом эпоксидирования. [ 17 ]

Использование ДМДО дает эпоксид в виде стабильного продукта — побочным продуктом эпоксидирования является нейтральный ацетон . Варьируя количество ДМДО, можно образовать моно- или диэпоксид с экзо -атомами кислорода на бициклическом углеродном каркасе. [ 19 ]

В 1973 году гексаметилбензола C дикатион
6
(СН
3
) 2+
6
, продюсерами выступили Хепке Хогевен и Питер Квант. [ 20 ] Это можно сделать, растворив гексаметилмоноэпоксид бензола Дьюара в волшебной кислоте , которая удаляет кислород в виде аниона. [ 21 ] ЯМР ранее намекал на пятиугольную пирамидальную структуру родственного катиона. [ 22 ] как и спектральные данные Хогевена и Кванта по дикатионам . [ 23 ] [ 24 ] Пирамидальная структура, имеющая вершину углеродной связи с шестью другими атомами углерода, была подтверждена рентгеноструктурным анализом соли гексафторантимоната , опубликованным в 2016 году. [ 21 ]

Слева : структура C.
6
(СН
3
) 2+
6
, рисунок Стивена Бахрача. [ 25 ]
Справа : Трехмерное изображение . перестроенной пятиугольной пирамиды дикатия, исходя из кристаллической структуры [ 21 ]

Химик-органик Стивен Бахрак обсудил это явление, отметив, что слабые связи, образующие вертикальные края пирамиды, показанные пунктирными линиями в нарисованной им структуре, имеют порядок связи Виберга около 0,54; отсюда следует, что общий порядок связи для апикального углерода составляет 5 × 0,54 + 1 = 3,7 <4, и, таким образом, этот вид не является гипервалентным , но является гиперкоординированным. [ 25 ] С точки зрения металлоорганической химии этот вид можно рассматривать как имеющий углеродный (IV) центр ( C 4+
), связанный с ароматическим η 5 пентаметилциклопентадиенильный анион (донор шести электронов) и метил-анион (донор двух электронов), тем самым удовлетворяя правилу октетов [ 26 ] и являясь аналогом газофазного цинкорганического мономера [(η 5
–С
5
(СН
3
)
5
)Zn(CH
3
)],
который имеет те же лиганды , связанные с центром цинка(II) ( Zn 2+
) и удовлетворяет правилу 18 электронов в металле. [ 27 ] [ 28 ] Таким образом, хотя и беспрецедентно, [ 21 ] и получив комментарии в журнале Chemical & Engineering News , [ 29 ] Новый учёный , [ 30 ] Новости науки , [ 31 ] и ZME Science, [ 32 ] структура соответствует обычным химическим правилам связывания. Мориц Малишевски, проводивший работу с Конрадом Зеппельтом , [ 21 ] прокомментировал, что одной из причин проведения этой работы было желание проиллюстрировать «возможность удивить химиков тем, что может быть возможным». [ 30 ]

  1. ^ Перейти обратно: а б Дьюар, Джеймс (1869). «Об окислении фенилового спирта и механическом устройстве, адаптированном для иллюстрации структуры ненасыщенных углеводородов» . Учеб. Р. Сок. Эдинб. 6 : 82–86. дои : 10.1017/S0370164600045387 .
  2. ^ Перейти обратно: а б Бейкер, Уилсон ; Рувре, Деннис Х. (1978). «Пара-Бонд или «Дьюар» Бензол?». Дж. Хим. Образование. 55 (10): 645. Бибкод : 1978ЖЧЭд..55..645Б . дои : 10.1021/ed055p645 .
  3. ^ Дженсен, Джеймс О. (2004). «Частоты колебаний и структурное определение бензола Дьюара» . Дж. Мол. Структур.:ТЕОХИМ . 680 (1–3): 227–236. doi : 10.1016/j.theochem.2004.03.042 .
  4. ^ ван Тамелен, Юджин Э .; Паппас, SP (1962). «Химия бензола Дьюара. 1,2,5-Три -Бутилбицикло[2.2.0]Гекса-2,5-Диен». Дж. Ам. хим. Соц. 84 (19): 3789–3791. дои : 10.1021/ja00878a054 .
  5. ^ Перейти обратно: а б ван Тамелен, Юджин Э .; Паппас, SP (1963). «Бицикло[2.2.0]гекса-2,5-диен». Дж. Ам. хим. Соц. 85 (20): 3297–3298. дои : 10.1021/ja00903a056 .
  6. ^ ван Тамелен, Юджин Э .; Паппас, СП; Кирк, КЛ (1971). «Изомеры валентной связи ароматических систем. Бицикло[2.2.0]гекса-2,5-диены (бензолы Дьюара)». Дж. Ам. хим. Соц. 93 (23): 6092–6101. дои : 10.1021/ja00752a021 .
  7. ^ Хоффманн, Роальд ; Хопф, Хеннинг (2008). «Изучение молекул в бедственном положении». Энджью. хим. Межд. Эд. 47 (24): 4474–4481. дои : 10.1002/anie.200705775 . ПМИД   18418829 .
  8. ^ Шама, Сами А.; Вамсер, Карл К. (1990). «Гексаметилбензол Дьюара» . Органические синтезы . 61 : 62. дои : 10.15227/orgsyn.061.0062 ; Сборник томов , т. 7, с. 256 .
  9. ^ Пакетт, Лео А .; Кроу, Грант Р. (1968). «Электрофильные добавки к гексаметилдеварбензолу». Тетраэдр Летт. 9 (17): 2139–2142. дои : 10.1016/S0040-4039(00)89761-0 .
  10. ^ Криджи, Рудольф ; Грюнер, Х. (1968). «Кислотно-катализируемые перегруппировки гексаметилпризмана и гексаметил-дьюара-бензола». Энджью. хим. Межд. Эд. 7 (6): 467–468. дои : 10.1002/anie.196804672 .
  11. ^ Херрманн, Вольфганг А.; Зибилл, Кристиан (1996). «Бис{(μ-хлор)[хлор(η-пентаметилциклопентадиенил)родий]} — {Rh(μ-Cl)Cl[η-C 5 (CH 3 ) 5 ]} 2 » . В Херрманне, Вольфганге А.; Зальцер, Альбрехт (ред.). Синтетические методы металлоорганической и неорганической химии - Том 1: Литература, лабораторные методы и распространенные исходные материалы . Георг Тиме Верлаг . стр. 148–149. ISBN  9783131791610 .
  12. ^ Перейти обратно: а б Черт возьми, Ричард Ф. (1974). «Реакции диен-триенов и тетраенов с соединениями переходных металлов» . Химия органопереходных металлов: механистический подход . Академическая пресса . стр. 116–117. ISBN  9780323154703 .
  13. ^ Канг, Юнг В.; Мозли, К.; Мейтлис, Питер М. (1969). «Галогениды пентаметилциклопентадиенилродия и -иридия. I. Синтез и свойства». Дж. Ам. хим. Соц. 91 (22): 5970–5977. дои : 10.1021/ja01050a008 .
  14. ^ Канг, JW; Мосли, К.; Мейтлис, Питер М. (1968). «Механизмы реакции гексаметилбензола Дьюара с хлоридами родия и иридия». хим. Коммун. (21): 1304–1305. дои : 10.1039/C19680001304 .
  15. ^ Канг, JW; Мейтлис, Питер М. (1968). «Превращение гексаметилбензола Дьюара в хлорид пентаметилциклопентадиенилродия (III)». Дж. Ам. хим. Соц. 90 (12): 3259–3261. дои : 10.1021/ja01014a063 .
  16. ^ Херрманн, Вольфганг А.; Зибилл, Кристиан (1996). «Дикарбонил(η-пентаметилциклопентадиенил)родий — Rh[η-C 5 (CH 3 ) 5 ](CO) 2 » . В Херрманне, Вольфганге А.; Зальцер, Альбрехт (ред.). Синтетические методы металлоорганической и неорганической химии - Том 1: Литература, лабораторные методы и распространенные исходные материалы . Георг Тиме Верлаг . стр. 147–148. ISBN  9783131791610 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Кинг, РБ; Дуглас, В.М.; Эфрати, А. (1977). «5-Ацетил-1,2,3,4,5-пентаметилциклопентадиен» . Органические синтезы . 56 : 1. дои : 10.15227/orgsyn.056.0001 ; Сборник томов , т. 6, с. 39 .
  18. ^ Юнкер, Ганс Николаус; Шефер, Вольфганг; Ниденбрюк, Ганс (1967). «Реакции окисления гексаметилбицикло[2.2.0]-гекса-2,5-диеном (= гексаметилбензолом Дьюара)»]. хим. Бер. (на немецком языке). 100 (8): 2508–2514. дои : 10.1002/cber.19671000807 .
  19. ^ Перейти обратно: а б Асути, Амалия; Хаджиарапоглу, Лазарос П. (2000). «Региоселективное и диастереоселективное диметилдиоксирановое эпоксидирование замещенных норборненов и гексаметилбензола Дьюара». Тетраэдр Летт. 41 (4): 539–542. дои : 10.1016/S0040-4039(99)02113-9 .
  20. ^ Хогевен, Хепке; Квант, Питер В. (1973). «Прямое наблюдение удивительно стабильного дикатиона необычной структуры: (CCH 3 ) 6 2⊕ ". Tetrahedron Lett. 14 (19): 1665–1670. doi : 10.1016/S0040-4039(01)96023-X .
  21. ^ Перейти обратно: а б с д и Малишевский, Мориц; Зеппельт, Конрад (2016). «Определение кристаллической структуры пентагонально-пирамидального гексаметилбензолдикатиона C 6 (CH 3 ) 6 2+ ". Angew. Chem. Int. Ed. 56 (1): 368–370. doi : 10.1002/anie.201608795 . PMID   27885766 .
  22. ^ Пакетт, Лео А .; Кроу, Грант Р.; Боллинджер, Дж. Мартин; Ола, Джордж А. (1968). «Протонирование гексаметилбензола Дьюара и гексаметилпризмана в сернофтористой кислоте – пентафториде сурьмы – диоксиде серы». Дж. Ам. хим. Соц. 90 (25): 7147–7149. дои : 10.1021/ja01027a060 .
  23. ^ Хогевен, Хепке; Квант, Питер В.; Постма, Дж.; ван Дуйнен, П.Т. (1974). «Электронные спектры пирамидальных дикатионов, (CCH 3 ) 6 2+ и (ССН) 6 2+ ". Tetrahedron Lett. 15 (49–50): 4351–4354. doi : 10.1016/S0040-4039(01)92161-6 .
  24. ^ Хогевен, Хепке; Квант, Питер В. (1974). «Химия и спектроскопия в сильнокислых растворах. XL. (ССН 3 ) 6 2+ , необычное наименование». J. Am. Chem. Soc. 96 (7): 2208–2214. doi : 10.1021/ja00814a034 .
  25. ^ Перейти обратно: а б Бахрах, Стивен М. (17 января 2017 г.). «Шестикоординационный атом углерода» . comorgchem.com . Архивировано из оригинала 19 января 2017 года . Проверено 18 января 2017 г.
  26. ^ Хогевен, Хепке; Квант, Питер В. (1975). «Пирамидные моно- и дикатионы. Мост между органической и металлоорганической химией». Акк. хим. Рез. 8 (12): 413–420. дои : 10.1021/ar50096a004 .
  27. ^ Хааланд, Арне ; Самдал, Свейн; Зейп, Рагнхильд (1978). «Молекулярная структура мономерного метил(циклопентадиенил)цинка (CH 3 )Zn(η-C 5 H 5 ), определенная методом газовой электронографии». Дж. Органомет. хим. 153 (2): 187–192. дои : 10.1016/S0022-328X(00)85041-X .
  28. ^ Эльшенбройх, Кристоф (2006). «Металлоорганические соединения 2 и 12 групп» . Металлоорганические соединения (3-е изд.). Джон Уайли и сыновья . стр. 59–85. ISBN  9783527805143 .
  29. ^ Риттер, Стивен К. (19 декабря 2016 г.). «Шесть связей с углеродом: подтверждено» . хим. англ. Новости . 94 (49): 13. Архивировано из оригинала 9 января 2017 года.
  30. ^ Перейти обратно: а б Бойл, Ребекка (14 января 2017 г.). «Впервые замечена связь углерода с шестью другими атомами» . Новый учёный (3108). Архивировано из оригинала 16 января 2017 года . Проверено 14 января 2017 г.
  31. ^ Хамерс, Лорел (24 декабря 2016 г.). «Углерод может превышать предел в четыре связи» . Новости науки . 190 (13): 17. Архивировано из оригинала 3 февраля 2017 года.
  32. ^ Пуйу, Тиби (5 января 2017 г.). «Экзотическая молекула углерода имеет шесть связей, что превышает предел в четыре связи» . zmescience.com . ЗМЭ Наука . Архивировано из оригинала 16 января 2017 года . Проверено 14 января 2017 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 87b892c10873687b2ad0f86b69b96219__1666359660
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/87/19/87b892c10873687b2ad0f86b69b96219.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Dewar benzene - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)