Спиропентан
Спиропентан
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
Спиро[2.2]пентан
Идентификаторы
  • 157-40-4 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
ChemSpider
  • 8734
CID PubChem
  • 9088
  • DTXSID10166181
  • ИнЧИ=1S/C5H8/c1-2-5(1)3-4-5/h1-4H2
    Ключ: OGNAOIGAPPSUMG-UHFFFAOYSA-N
  • C1CC12CC2
Характеристики
С 5 Н 8
Молярная масса68,119  г·моль −1
Температура плавления−134,6 °C (−210,3 °F; 138,6 К)
Точка кипения39,0 °C (102,2 °F; 312,1 К)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
Химическое соединение

Спиропентан — углеводород с формулой C 5 H 8 . Это простейший спиросвязанный циклоалкан , триангулан . [1] [2] [3] [ 4] Прошло несколько лет после открытия в 1887 году, прежде чем была определена структура молекулы. [5] [6] [7] Согласно правилам номенклатуры для спиросоединений, систематическое название — спиро[2.2]пентан. Однако конститутивных изомерных спиропентанов быть не может , поэтому название уникально без скобок и цифр.

Синтез

После того, как Густавсон получил циклопропан путем реакции 1,3-дибромпропана с измельченным металлическим цинком, он попробовал провести ту же реакцию с 2,2-бис(бромметил)-1,3-дибромпропаном (см. схему формулы). Исходный материал легко получить путем реакции пентаэритрита с бромистоводородной кислотой . Была получена молекула с формулой C5H8 . В первоначальной публикации она была названа винилтриметиленом. [8] В 1907 году Фехт высказал предположение, что это должен быть спиропентан, конституционный изомер винилциклопропана. [9] Дальнейшие доказательства структуры углеводорода исходят из того факта, что его также можно получить из 1,1-бис(бромметил)-циклопропана (см. схему формулы). [10]

Образование спиропентана

Спиропентан трудно отделить от других продуктов реакции, и ранние процедуры приводили к нечистым смесям. Спустя десятилетия метод производства был усовершенствован. Спироуглеводород можно отделить от побочных продуктов (2-метил-1-бутен, 1,1-диметилциклопропан, метиленциклобутан) путем перегонки . [11]

Характеристики

Физические свойства

Структурное определение методом электронной дифракции показало две различные длины CC; связи с четвертичным («спиро») атомом углерода короче (146,9 пм), чем связи между метиленовыми группами (CH 2 –CH 2 , 151,9 пм). Углы C–C–C на спироатоме C составляют 62,2°, больше, чем в циклопропане . [12]

Химические свойства

При нагревании молекул спиропентана, меченных атомами дейтерия, наблюдается реакция топомеризации или «стереомутации», аналогичная реакции циклопропана: цис -1,2-дидейтериоспиропентан уравновешивается транс -1,2-дидейтериоспиропентаном. [13]

Топомеризация спиропентана

Густавсон (1896) сообщил, что нагревание спиропентана до 200 °C привело к его превращению в другие углеводороды. Термолиз в газовой фазе от 360 до 410 °C привел к расширению кольца до конституционного изомера метиленциклобутана, вместе с продуктами фрагментации этена и пропадиена . [14] Предположительно, более длинная и слабая связь разрывается первой, образуя бирадикальное промежуточное соединение. [13]

Термолиз спиропентана

Ссылки

  1. ^ Донохью, Джерри; Хамфри, Джордж Л.; Шомакер, Вернер (1945). «Структура спиропентана». Журнал Американского химического общества . 67 (2): 332– 335. doi :10.1021/ja01218a056. ISSN  0002-7863.
  2. ^ Мюррей, М. Дж.; Стивенсон, Юджин Х. (1944). «СПИРОПЕНТАН». Журнал Американского химического общества . 66 (2): 314. doi :10.1021/ja01230a515. ISSN  0002-7863.
  3. ^ Мюррей, М. Дж.; Стивенсон, Юджин Х. (1944). «Дебромирование пентаэритритилбромида цинком. Выделение спиропентана1». Журнал Американского химического общества . 66 (5): 812– 816. doi :10.1021/ja01233a047. ISSN  0002-7863.
  4. ^ Price, JE; Coulterpark, KA; Masiello, T.; Nibler, JW; Weber, A.; Maki, A.; Blake, TA (2011). "Высокоразрешающие инфракрасные спектры спиропентана, C5H8". Журнал молекулярной спектроскопии . 269 (1): 129– 136. Bibcode : 2011JMoSp.269..129P. doi : 10.1016/j.jms.2011.05.011. ISSN  0022-2852.
  5. ^ Филипов, О. (1916). «Die Konstitution der Kohlenwassersstoffe Gustavsons: Винилтриметилен и Этилидентриметилен». Журнал практической химии . 93 (1): 162–182 . doi :10.1002/prac.19160930112. ISSN  0021-8383.
  6. ^ Фаворски, Ал.; Баталин, В. (1914). «Über das Vinyltrimethylen und Äthyliden-trimethylen von Gustavson». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 47 (2): 1648–1651 . doi :10.1002/cber.19140470250. ISSN  0365-9496.
  7. ^ Бернс, GR; МакГэвин, DG (1972). "Инфракрасные и рамановские спектры спиропентана-H8". Прикладная спектроскопия . 26 (5): 540– 542. Bibcode : 1972ApSpe..26..540B. doi : 10.1366/000370272774351778. S2CID  95384874.
  8. ^ Густавсон, Г. (1896). «Уэбер Этилидентриметилен». Журнал практической химии . 54 (1): 104–107 . doi :10.1002/prac.18960540106. ISSN  0021-8383.
  9. ^ Фехт, Х. (1907). «Убер спироциклан». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 40 (3): 3883–3891 . doi :10.1002/cber.190704003194. ISSN  0365-9496.
  10. ^ Зелинский, Н. (1913). «Über das Spirocyclan, seine Synthese und sein Verhalten bei der Reduktionskatalyse». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 46 (1): 160–172 . doi :10.1002/cber.19130460128. ISSN  0365-9496.
  11. ^ Applequist, Douglas E.; Fanta, George F.; Henrikson, Bertel W. (1958). «Химия спиропентана. I. Улучшенный синтез спиропентана». Журнал органической химии . 23 (11): 1715– 1716. doi :10.1021/jo01105a037. ISSN  0022-3263.
  12. ^ Г. Даллинга, Р.К. ван дер Драай, Л.Х. Тонеман, Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas 87, 897 (1968).
  13. ^ ab JJ Gajewski, LT Burka, Журнал Американского химического общества 94, Nr. 25, 8857 (1972).
  14. ^ М. К. Флауэрс, Х. М. Фрей, Журнал химического общества , 1961, 5550.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Спиропентан&oldid=1229041296"