Перейти к содержанию

Спиропентан

Добавить ссылки
Материал из Мегавики — свободной энциклопедии
Данная страница не проверялась участниками с соответствующими правами.
Спиропентан
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Спиропента́н (спиро[2.2]пентан) — углеводород с химической формулой C5H8, содержащий в своей структуре два спиросочлененных (соединенных через один атом углерода) циклопропановых фрагмента. Спиропентан является простейшим алициклическим соединением спиранового ряда [1][2][3][4].

После открытия спиропентана в 1887 году прошло несколько лет, прежде чем была определена структура молекулы[5][6][7].

Согласно правилам номенклатуры ИЮПАК для спиросоединений[8][9], систематическое название спиропентана — спиро[2.2]пентан. Однако у спиропентана не может быть других структурных изомеров, поэтому название, как правило, указывается без скобок и цифр.

История открытия[править]

После того, как Густавсон Гавриил получил циклопропан путем взаимодействия 1,3-дибромпропана с измельченным металлическим цинком:

он попробовал провести ту же реакцию с 2,2-бис(бромметил)-1,3-дибромпропаном. Исходное вещество можно получить реакцией пентаэритрита с бромоводородной кислотой. В итоге, была получена молекула с формулой C5H8. В первоначальной публикации он назывался винилтриметиленом[10]. В 1907 году Фехт высказал предположение, что это должен быть спиропентан, структурный изомер винилциклопропана[11]. Дополнительное доказательство структуры углеводорода исходит из того факта, что он также может быть получен из 1,1-бис(бромметил)циклопропана[12]:

Образование спиропентана

Спиропентан трудно отделить от побочных продуктов реакции, и первые реакции приводили к получению смесей продуктов. Спиропентан можно отделить от побочных продуктов (2-метил-1-бутена, 1,1-диметилциклопропана, метиленциклобутана) перегонкой[13].

Физические свойства[править]

Структурный анализ с помощью дифракции электронов показал в спиропентане различие длины C—C-связей: связи с четвертичным («спиро») атомом углерода короче (146,9 пм), чем между метиленовыми группами (CH2–CH2, 151,9 пм).

Углы C–C–C при спироатоме C составляют 62,2°, что больше, чем в циклопропане[14].

Химические свойства[править]

При нагревании молекул спиропентана, меченных атомами дейтерия, наблюдается реакция топомеризации или «стереомутации», аналогичная реакции циклопропана: цис-1,2-дидейтериоспиропентан находится в равновесии транс-1,2-дидейтериоспиропентаном[15].

Топомеризация спиропентана

Густавсон в 1896 году сообщил, что нагрев спиропентана до 200 °C приводит к превращению в другие углеводороды. Термолиз в газовой фазе от 360 до 410 °C приводит к расширению цикла до структурного изомера метиленциклобутана вместе с продуктами фрагментации этеном и пропадиеном[16]. Предположительно, более длинная и более слабая связь разрывается первой, образуя бирадикальный интермедиат[15].

Термолиз спиропентана

Примечания[править]

  1. ↑ Donohue (1945). «The Structure of Spiropentane». Journal of the American Chemical Society 67 (2): 332–335. doi:10.1021/ja01218a056. ISSN 0002-7863.
  2. ↑ Murray (1944). «SPIROPENTANE». Journal of the American Chemical Society 66 (2): 314. doi:10.1021/ja01230a515. ISSN 0002-7863.
  3. ↑ Murray (1944). «The Debromination of Pentaerythrityl Bromide by Zinc. Isolation of Spiropentane1». Journal of the American Chemical Society 66 (5): 812–816. doi:10.1021/ja01233a047. ISSN 0002-7863.
  4. ↑ Price (2011). «High-resolution infrared spectra of spiropentane, C5H8». Journal of Molecular Spectroscopy 269 (1): 129–136. doi:10.1016/j.jms.2011.05.011. ISSN 0022-2852.
  5. ↑ Philipow (1916). «Die Konstitution der Kohlenwasserstoffe Gustavsons: Vinyltrimethylen und Äthylidentrimethylen». Journal für Praktische Chemie 93 (1): 162–182. doi:10.1002/prac.19160930112. ISSN 0021-8383.
  6. ↑ Faworsky (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. ↑ Burns (1972). «Infrared and Raman Spectra of Spiropentane-H8». Applied Spectroscopy 26 (5): 540–542. doi:10.1366/000370272774351778.
  8. ↑ Определение спиросоединений по ИЮПАК (англ.). IUPAC - Spiro Compounds. Дата обращения: 13 февраля 2022. Архивировано 3 марта 2016 года.
  9. ↑ G.P. Moss. Extension and Revision of the Nomenclature for Spiro Compounds (англ.) // Pure Appl. Chem. : журнал. — 1999. — Vol. 71, no. 3. — P. 531—558. — ISSN 1365—3075. Архивировано 1 мая 2021 года.
  10. ↑ Gustavson (1896). «Ueber Aethylidentrimethylen». Journal für Praktische Chemie 54 (1): 104–107. doi:10.1002/prac.18960540106. ISSN 0021-8383.
  11. ↑ Fecht (1907). «Über Spirocyclane». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 40 (3): 3883–3891. doi:10.1002/cber.190704003194. ISSN 0365-9496.
  12. ↑ Zelinsky (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.
  13. ↑ Applequist (1958). «Chemistry of Spiropentane. I. An Improved Synthesis of Spiropentane». The Journal of Organic Chemistry 23 (11): 1715–1716. doi:10.1021/jo01105a037. ISSN 0022-3263.
  14. ↑ G. Dallinga, R. K. van der Draai, L. H. Toneman, Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas 87, 897 (1968).
  15. ↑ 15,0 15,1 J. J. Gajewski, L. T. Burka, Journal of the American Chemical Society 94, Nr. 25, 8857 (1972).
  16. ↑ M. C. Flowers, H. M. Frey, Journal of the Chemical Society, 1961, 5550.

 

Источник — https://megawiki.ru/wiki/Спиропентан