Спиропентан

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая Jshdujahdu (обсуждение | вклад) в 21:08, 13 февраля 2022. Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Отпатрулированная версия этой страницы, проверенная 18 февраля 2022, была основана на этой версии.
Спиропентан
Изображение химической структуры
Общие
Хим. формула C5H8
Термические свойства
Температура
 • плавления −134,6 °C[1]
Классификация
Рег. номер CAS 157-40-4
PubChem 9088
SMILES
 
InChI
 
ChemSpider 8734
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

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 [2][3][4][5].

После открытия спиропентана в 1887 году прошло несколько лет, прежде чем была определена структура молекулы[6][7][8].

Согласно правилам номенклатуры ИЮПАК для спиросоединений[9][10], 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

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[11]. В 1907 году Фехт высказал предположение, что это должен быть спиропентан, структурный изомер винилциклопропана[12]. Дополнительное доказательство структуры углеводорода исходит из того факта, что он также может быть получен из 1,1-бис(бромметил)циклопропана[13]:

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[14].

Физические свойства

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[15].

Химические свойства

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[16].

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[17]. Предположительно, более длинная и более слабая связь разрывается первой, образуя бирадикальный интермедиат[16].

Термолиз спиропентана

Примечания

  1. ↑ SPIROPENTANE (англ.) — 2007.
  2. ↑ Donohue, Jerry (1945). "The Structure of Spiropentane". Journal of the American Chemical Society. 67 (2): 332—335. doi:10.1021/ja01218a056. ISSN 0002-7863.
  3. ↑ Murray, M. J. (1944). "SPIROPENTANE". Journal of the American Chemical Society. 66 (2): 314. doi:10.1021/ja01230a515. ISSN 0002-7863.
  4. ↑ Murray, M. J. (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.
  5. ↑ Price, J.E. (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.
  6. ↑ Philipow, O. (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.
  7. ↑ Faworsky, Al. (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.
  8. ↑ Burns, G. R. (1972). "Infrared and Raman Spectra of Spiropentane-H8". Applied Spectroscopy. 26 (5): 540—542. doi:10.1366/000370272774351778.
  9. ↑ Определение спиросоединений по ИЮПАК (англ.). IUPAC - Spiro Compounds.
  10. ↑ 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.
  11. ↑ Gustavson, G. (1896). "Ueber Aethylidentrimethylen". Journal für Praktische Chemie. 54 (1): 104—107. doi:10.1002/prac.18960540106. ISSN 0021-8383.
  12. ↑ Fecht, H. (1907). "Über Spirocyclane". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 40 (3): 3883—3891. doi:10.1002/cber.190704003194. ISSN 0365-9496.
  13. ↑ Zelinsky, N. (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.
  14. ↑ Applequist, Douglas E. (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.
  15. ↑ G. Dallinga, R. K. van der Draai, L. H. Toneman, Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas 87, 897 (1968).
  16. ↑ 1 2 J. J. Gajewski, L. T. Burka, Journal of the American Chemical Society 94, Nr. 25, 8857 (1972).
  17. ↑ M. C. Flowers, H. M. Frey, Journal of the Chemical Society, 1961, 5550.

 

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Спиропентан&oldid=120012715