Főmenü megnyitása
ciklobutadién
Cyclobutadien.svg
ciklobutadién
Cyclobutadiene3D.png
IUPAC-név 1,3-ciklobutadién
Más nevek ciklobutadién
[4]annulén
Kémiai azonosítók
CAS-szám 1120-53-2
PubChem 136879
ChemSpider 120626
ChEBI 33657
SMILES
C1=CC=C1
InChI
1/C4H4/c1-2-4-3-1/h1-4H
StdInChIKey HWEQKSVYKBUIIK-UHFFFAOYSA-N
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet C4H4
Moláris tömeg 52,07 g/mol
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A ciklobutadién telítetlen gyűrűs szénhidrogén, összegképlete C4H4. A legegyszerűbb [n]-annulén ([4]-annulén), rendkívül instabil, szabad állapotban élettartama nem éri el az öt másodpercet.[forrás?]

Bár molekulájában váltakozva egyes és kettős kötések találhatók, a Hückel-szabály szerint antiaromás karakterű, instabil, triplett állapotú részecske,[1] mivel gyűrűjében 4 π-elektron található. Egyes ciklobutadién-fém komplexek stabil vegyületek, aminek feltehetően az az oka, hogy a fématom további két elektront juttat a rendszerbe. A szingulett alapállapothoz képest torzult, nem planáris szerkezetet a Jahn–Teller-effektus okozza.[2] Tetra-t-butil szubsztituált származéka kellően stabil ahhoz, hogy szerkezetét röntgenkrisztallográfiával meg lehessen határozni, a kapott adatok alapján konfigurációja torzult, nem síkalkatú, benne a kettős kötések a szokásosnál hosszabbak (146,4 pm a várt 134 pm helyett).[3]

Pi-elektronrendszere magasabb energiájú, mint nyílt láncú megfelelőjében, az 1,3-butadiénben, ezért nem aromás, hanem antiaromás vegyületnek nevezzük. Elektronállapotait számos számítógépes eljárással vizsgálták.[4] A szingulett alapállapot téglalap alakú. Az első gerjesztett állapot egy négyzetes geometriájú triplett állapot. A téglalap szerkezet összhangban van azzal a megfigyeléssel, hogy két különböző 1,2-dideuterio-1,3-ciklobutadién sztereoizomer létezik. Ez azt mutatja, hogy a pi elektronok lokalizáltak, tehát nem tekinthető aromásnak. A ciklobutadién rendkívül instabil, nagyon reakcióképes és rövid élettartamú vegyület. Diels–Alder-reakció révén 35 K-en dimerizálódik.[forrás?] Monomer formájában magasabb hőmérsékleten nemesgáz mátrixizolációs eljárással tanulmányozták.[forrás?]

ElőállításaSzerkesztés

Számos próbálkozás után először 1965-ben szintetizálta Rowland Pettit és csoportja, de a kapott anyagot nem sikerült elkülöníteniük. Ciklobutadiént a fémvegyületeinek bontásával, például ciklobutadién-vas-trikarbonilnak ammónium-cérium(IV)-nitrátos reakciójával lehet nyerni. A ciklobutadién-vas-trikarbonil komplexet Fe2(CO)9-ből és cisz-diklórciklobuténből állították elő kettős dehidrohalogénezéssel.[5][6]

A vaskomplexből felszabaduló ciklobutadién reagál elektronban szegény alkinekkel, melynek során Dewar-benzol keletkezik:[7]

 

A Dewar-benzol 90 °C-on melegítve dimetil-ftaláttá alakul át.

FordításSzerkesztés

Ez a szócikk részben vagy egészben a Cyclobutadiene című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

ForrásokSzerkesztés

  1. Huckel Theory II J. M. LoBue, Copyright 2002 by the Division of Chemical Education, Inc., American Chemical Society. Link Archiválva 2016. március 4-i dátummal a Wayback Machine-ben
  2. A simple quantum mechanical model that illustrates the Jahn-Teller effect Peter Senn; J. Chem. Educ., 1992, 69 (10), p 819 [1] doi:10.1021/ed069p819
  3. Structure of Tetra-tert-butylcyclobutadiene Hermann Irngartinger, Norbert Riegler1. Klaus-Dieter Malsch, Klaus-Albert Schneider, Günther Maier; Angewandte Chemie International Edition in English Volume 19, Issue 3, pages 211–212, March 1980 [2] doi:10.1002/anie.198002111
  4. Balkova, A.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1994, 101, 8972– 8987
  5. Cyclobutadiene- and Benzocyclobutadiene-Iron Tricarbonyl Complexes G. F. Emerson, L. Watts, R. Pettit; J. Am. Chem. Soc.; 1965; 87(1); 131-133. First Page
  6. Iron, tricarbonyl (η4-1,3-cyclobutadiene)- R. Pettit and J. Henery Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.310 (1988); Vol. 50, p.21 (1970) Link
  7. Cyclobutadiene L. Watts, J. D. Fitzpatrick, R. Pettit J. Am. Chem. Soc.; 1965; 87(14); 3253-3254. doi:10.1021/ja01092a049

Kapcsolódó szócikkekSzerkesztés