Cyclopropeen
| Cyclopropeen | ||||
| Structuurformule en molecuulmodel | ||||
 |
||||
| Structuurformule van cyclopropeen | ||||
 |
||||
| Molecuulmodel van cyclopropeen | ||||
| Algemeen | ||||
| Molecuulformule (uitleg) |
C3H4 | |||
| IUPAC-naam | cyclopropeen | |||
| Molmassa | 40,0646 g/mol | |||
| CAS-nummer | 2781-85-3 | |||
| PubChem | 123173 | |||
|
||||
Cyclopropeen is een organische verbinding met als brutoformule C3H4. De stof is het eenvoudigste cycloalkeen en neemt een driehoekige structuur aan. Omdat de ring een hoge ringspanning vertoont is de verbinding zowel lastig te maken als interessant om te bestuderen.[1]
Inhoud |
[bewerken] Synthese van cyclopropeen en zijn derivaten
[bewerken] Vroege syntheses
- De eerste bevestigde synthese van cyclopropeen is uitgevoerd door Dem'yanov en Doyarenko, waarbij de thermische ontleding van trimethylcyclopropylammoniumhydroxide over geplatineerde klei bij 320-330°C werd uitgevoerd in een CO2-atmosfeer. Deze reactie leidt voornamelijk tot trimethylamine en dimethylcyclopropylamine, samen met ongeveer 5% cyclopropeen.
- Cyclopropeen kan ook in ongeveer 1% opbrengst verkregen worden uit de thermolyse van het adduct van cycloheptatrieen en dimethylacetyleendicarboxylaat (het andere reactieproduct is benzeen).
[bewerken] Tegenwoordige synthese uitgaande van allylchlorides
Allylchloride dehydrohalogeneert onder invloed van natriumamide als base bij 80°C, waarbij cyclopropeen in ongeveer 10% opbrengst gevormd wordt:[2]
- CH2=CHCH2Cl + NaNH2 → C3H4 (cyclopropeen) + NaCl + NH3
Het voornaamste bijproduct van deze synthese is allylamine. Het toevoegen van allylchloride aan natriumbis(trimethylsilyl)amide aan kokende tolueen geeft ongeveer 40% opbrengst aan cyclopropeen en bovendien is de zuiverheidsgraad groter:[3]
- CH2=CHCH2Cl + NaN(TMS)2 → C3H4 (cyclopropeen) + NaCl + NH(TMS)2
1-methylcyclopropeen kan op gelijksoortige wijze bereid worden, maar dan bij kamertemperatuur, uitgaande van 3-chloor-2-methylpropeen en fenyllithium als de base:[4]
- CH2=C(CH3)CH2Cl + LiC6H5 → CH3C3H3 (1-methylcylopropeen) + LiCl + C6H6
[bewerken] Synthese van derivaten
- De reactie van nitrocyclopropanen met natriummethoxide elimineert de elementen van salpeterigzuur, waarbij de overeenkomstige cyclopropenen ontstaan.
- Een variatie op dit thema wordt gevormd door een route die aan een halogeencarbeen (chloorcarbeen, dibroomcarbeen) addeert aan een alkeen, gevolgd door dehydrohalogenring met behulp van kalium-tert-butoxide
- De eerste puur alifatische cyclopropeensynthese wordt in de volgende reactie weergegeven. Met kopersulfaat als katalysator geeft de additie van carbenen (afkomstig van de ontleding van ethyldiazoacetaat), aan ethyn het overeenkomstige cyclopropeen. Volgens deze synthese wordt 1,2-dimethylcyclopropeen gevormd door additie van een methyleengroep aan 2-butyn. De ester van methanol en 1,2-dimethylcyclopropeen-3-carbonzuur werd bereid door additie van carbomethoxycarbeen aan 2-butyn. Koper is een bruikbare katalysator gebleken in de synthese van een scala aan cyclopropeenderivaten. Kopersulfaat en koper in poedervorm zijn daarbij de populairste en meest efficiënte vormen.
[bewerken] Chemische reacties van cyclopropeen en zijn derivaten
De bestudering van cyclopropenen concentreert zich vooral op de consequenties van de ringspanning in het molecule en het opheffen van deze spanning. Bij 425°C isomeriseert cyclopropeen tot propyn:
- C3H4 → H3CC≡CH
Pogingen tot destillatie bij -36°C (het berekende kookpunt voor cyclopropeen) resulteert in een polymerisatie. Van het mechanisme van deze polymerisatie wordt vermoedt dat het een radicalaire reactie is. Het product lijkt, gebaseerd op NMR-spectra, een polycyclopropaan.
Cyclopropeen reageert als diënofiel in de Diels-Alder-reactie met cyclopentadieen: hierbij wordt endo-tricyclo[3.2.1.02,4]oct-6-een wordt gevormd. Deze reactie wordt vaak als controle gebruikt in de synthese van cyclopropenen:[3]
[bewerken] Externe links
Referenties
|
