Prizmán
| Prizmán | |||
 A prizmán szerkezete |
 Pálcikamodell | ||
 Kalottamodell | |||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 650-42-0 | ||
| PubChem | 12305738 | ||
| ChemSpider | 16736515 | ||
| |||
| |||
| InChIKey | RCJOMOPNGOSMJU-UHFFFAOYSA-N | ||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | C6H6 | ||
| Moláris tömeg | 78,11 g/mol | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A prizmán vagy Ladenburg-benzol többgyűrűs szénhidrogén, képlete C6H6. A benzol izomerje, pontosabban egyik kötési izomerje. A benzolnál jóval kevésbé stabil. Molekulájában a szénatomok (és a hidrogének is) egy háromszög alapú hasáb (prizma) hat csúcsán helyezkednek el. Ez a prizmánok csoportjának névadója és legegyszerűbb képviselője. Ezt a felépítést Albert Ladenburg az akkor még ismeretlen szerkezetű benzolra javasolta.[2] Első szintézisét 1973-ban valósították meg.[3]
Történeti áttekintés szerkesztés
A XIX. század közepén a kutatók több lehetséges szerkezetet is javasoltak a benzolra, mely megfelelt az égetéses elemzéssel kapott C6H6 összegképletnek. Ezek közül az első, Kekulé által 1865-ben megadott szerkezet bizonyult később a benzol tényleges szerkezetéhez legközelebb állónak. Mások is próbáltak az összegképletnek megfelelő szerkezeteket javasolni, például Ladenburg a prizmánt, Dewar a Dewar-benzolt, Koerner és Claus a Claus-benzolt. Ezen szerkezetek egy részét a későbbi évek folyamán elő is állították. A prizmánt – a benzol többi feltételezett szerkezetéhez hasonlóan – gyakran említik a szakirodalomban, mivel része volt annak a rögös útnak, amely elvezetett a benzol mezomer szerkezetének és a rezonanciának a megértéséhez. A számítógépes kémia némelyik művelője még mindig kutatja a C6H6 lehetséges izomerjei közötti különbségeket.[4]
Tulajdonságai szerkesztés
Szobahőmérsékleten színtelen folyadék. Molekulájában a szén-szén kötésszög a háromszögeken belül a szokásos 109° helyett 60°, ami a ciklopropánhoz hasonlóan nagy gyűrűfeszültséget okoz. A szénhidrogének esetében szokatlan módon robbanásveszélyes vegyület. A feszült gyűrűszerkezet miatt a kötési energiák nem túl nagyok, kis aktiválási energia hatására felszakadnak, emiatt előállítása sem egyszerű. Woodward és Hoffmann megállapította, hogy a prizmán hő hatására benzollá történő átrendeződése szimmetria tiltott, ahhoz hasonlítva a helyzetet, mint amikor „egy dühödt tigris nem tud kitörni egy papírketrecből”. A feszült szerkezet és a benzol aromás rendszerének stabilizáló hatása miatt a prizmán a becslések szerint 90 kcal/mol energiával kevésbé stabil a benzolhoz képest, de ennek az erősen exoterm átalakulásnak az aktiválási energiája meglepően magas, 33 kcal/mol, így a vegyület szobahőmérsékleten állandó.[5]
Szubsztituált származéka, a hexametilprizmán (melyben mind a hat hidrogént metilcsoport helyettesíti) stabilabb, ezt a vegyületet 1966-ban állították elő átrendeződési reakciókkal.[6]
Szintézise szerkesztés
A szintézise benzvalénből (1) és az erős dienofil 4-fenil-1,2,4-triazol-3,5-dion-ból (2) indul ki. A reakció karbokation köztiterméken át végbemenő, lépcsőzetes Diels–Alder-szerű reakció. A kapott adduktumot (3) ezután bázisos körülmények között hidrolizálják, majd savas réz(II)-kloriddal annak származékává alakítják. Erős bázissal történő semlegesítés után egy azovegyület (5) kristályosítható ki, a kitermelés 65%-os. Az utolsó lépésben az azovegyület fotolízisével kettős gyök jön létre, melyből prizmán (6) és nitrogén keletkezik, a kitermelés 10% alatti. A vegyületet preparatív gázkromatográfiával különítették el.
Jegyzetek szerkesztés
- ↑ Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book). Cambridge: The Royal Society of Chemistry, 169. o.. DOI: 10.1039/9781849733069-00130 (2013. április 26.). ISBN 978-0-85404-182-4 „The name prismane is not longer recommended.”
- ↑ Ladenburg A. (1869). „Bemerkungen zur aromatischen Theorie”. Chemische Berichte 2, 140–2. o. DOI:10.1002/cber.18690020171.
- ↑ (1973) „Synthesis of Prismane”. Journal of the American Chemical Society 95 (8), 2738–2739. o. DOI:10.1021/ja00789a084.
- ↑ (2002) „A computational study of the valence isomers of benzene and their group V hetero analogs”. New J. Chem. 26 (3), 347–353. o. DOI:10.1039/b109067d.
- ↑ (1969) „The Conservation of Orbital Symmetry”. Angewandte Chemie International Edition in English 8 (11), 781–853. o. DOI:10.1002/anie.196907811.
- ↑ (1966) „Hexamethylprismane”. Journal of the American Chemical Society 88 (24), 5934–5935. o. DOI:10.1021/ja00976a046.
- ↑ Synthesis of Prismane
- ↑ (1973) „Synthesis of prismane”. Journal of the American Chemical Society 95 (8), 2738. o. DOI:10.1021/ja00789a084.
- ↑ (1971) „Benzvalene synthesis”. Journal of the American Chemical Society 93 (15), 3782. o. DOI:10.1021/ja00744a045.
Fordítás szerkesztés
Ez a szócikk részben vagy egészben a Prismane című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.