棱晶烷
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棱晶烷
特性
化学式 C6H6 摩尔质量 78.114 g·mol−1 除非另有说明,否则数据是针对处于标准状态(25 °C [77 °F],100 kPa)的材料给出的。N 验证(什么是 YN?)信息框参考
柱晶烧或“拉登堡苯”是一种多环烃,分子式为 C6H6。 它是苯的异构体,特别是价异构体。 柱晶烧远不如苯稳定。 棱晶烷分子的碳(和氢)原子排列成六原子三角柱的形状——这种化合物是棱晶烷类分子的母体和最简单的成员。 阿尔伯特·拉登堡 (Albert Ladenburg) 为现在称为苯的化合物提出了这种结构。 该化合物直到 1973 年才合成。
历史
在 19 世纪中叶,研究人员提出了几种可能的苯结构,这些结构与其通过燃烧分析确定的经验式 C6H6 一致。 xxx个由 Kekulé 于 1865 年提出,后来被证明最接近苯的真实结构。 这个结构启发了其他几个人绘制与苯的经验公式一致的结构; 例如,Ladenburg 提出棱晶烷,Dewar 提出杜瓦苯,Koerner 和 Claus 提出克劳斯苯。 其中一些结构将在接下来的几年中合成。 柱晶灼与其他提出的苯结构一样,在文献中仍然经常被引用,因为它是理解苯的介观结构和共振的历史斗争的一部分。 一些计算化学家仍在研究 C6H6 可能的异构体之间的差异。
属性
柱晶烧在常温下为无色液体。 三角形中碳-碳键角从 109° 到 60° 的偏差导致高环应变,让人联想到环丙烷,但更大。 该化合物具有爆炸性,这对于碳氢化合物来说是不寻常的。 由于这种环应变,键具有低键能并在低活化能下断裂,这使得分子的合成变得困难; 伍德沃德和霍夫曼指出,棱晶烷热重排成苯是对称禁忌的,将其比作一只愤怒的老虎无法冲出纸笼。 由于其应变能和苯的芳族稳定性,该分子的稳定性估计比苯低 90 kcal/mole,但这种高度放热转化的激活是惊人的高 33 kcal/mol,使其在室温下持久存在 温度。
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取代衍生物六甲基棱晶烷(其中六个氢全部被甲基取代)具有更高的稳定性,于1966年通过重排反应合成。
综合
合成从苯并戊烯 (1) 和 4-苯基三唑烷酮 (2) 开始,后者是一种强亲二烯体。 该反应是逐步的 Diels-Alder 样反应,形成碳阳离子作为中间体。 然后加合物 (3) 在碱性条件下水解,然后用酸性氯化铜 (II) 转化为氯化铜 (II) 衍生物。 用强碱中和后,偶氮化合物 (5) 可以结晶,产率为 65%。 最后一步是偶氮化合物的光解。 这种光解导致形成棱晶烷 (6) 和氮的双自由基,产率低于 10%。 通过制备型气相色谱分离该化合物。