Cyklopropen
| Cyklopropen | |
|---|---|
 Strukturní vzorec | |
 Model molekuly | |
| Obecné | |
| Systematický název | cyklopropen |
| Sumární vzorec | C3H4 |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 2781-85-3 |
| PubChem | 123173 |
| SMILES | C1C=C1 |
| InChI | InChI=1S/C3H4/c1-2-3-1/h1-2H,3H2 |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 40,064 g/mol |
| Teplota varu | −36 °C (237 K) |
Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Cyklopropen je organická sloučenina se vzorcem C3H4, nejjednodušší cykloalken. Vzhledem k silnému úhlovému napětí je velmi reaktivní a obtížně se připravuje. Tato látka byla předmětem řady studií zabývajících se chemickými vazbami a reaktivitou.[1]
V přírodě se samotný nevyskytuje, je však známo několik jeho derivátů přítomných v mastných kyselinách. Deriváty cyklopropenu se také používají na řízení zrání některých druhů ovoce.
Struktura
[editovat | editovat zdroj]Molekula cyklopropenu má trojúhelníkovitý tvar. Kratší dvojné vazby alkenu oproti jednoduchým vazbám alkanu způsobují, že úhel vazby naproti dvojné vazbě se z 60° u cyklopropanu snižuje na 51°.[2]
Podobně jako u cyklopropanu má vazba uhlík–uhlík v kruhu posílenou povahu orbitalu p: alkenový uhlík vykazuje sp2,68 hybridizaci.[3]
Příprava cyklopropenu a jeho derivátů
[editovat | editovat zdroj]První přípravy
[editovat | editovat zdroj]První potvrzená příprava cyklopropenu spočívala v tepelném rozkladu hydroxidu trimethylcyklopropylamonného na hlíně pokryté platinou při 320–330 °C v CO2. Hlavními produkty reakce byly trimethylamin a dimethylcyklopropylamin, vytvořilo se však také kolem 5 % cyklopropenu. Cyklopropen byl také, s výtěžností 1 %, získán tepelným rozkladem aduktu cykloheptatrienu a dimethylacetylendikarboxylátu.
Syntézy z allylchloridů
[editovat | editovat zdroj]Allylchlorid může být dehydrohalogenován amidem sodným při 80 °C, přičemž vzniká cyklopropen s výtěžností kolem 10 %.[4]
- CH2=CH-CH2Cl + NaNH2 → C3H4 + NaCl + NH3
Nejvýznamnějším vedlejším produktem je allylamin.
Z allylchloridu a bis(trimethylsilyl)amidu sodného ve vroucím toluenu se po 45–60 minutách vytvoří cyklopropen s výtěžností okolo 40 % a lepší čistotou:[5]
- CH2=CH-CH2Cl + NaN(TMS)2 → C3H4 + NaCl + NH(TMS)2
1-methylcyklopropen se připravuje podobným postupem, za pokojové teploty z methallylchloridu a za přítomnosti fenyllithia jako zásady:[6]
- CH2=C(CH3)CH2Cl + LiC6H5 → CH3C3H3 + LiCl + C6H6
Příprava derivátů
[editovat | editovat zdroj]Působením methoxidu sodného na nitrocyklopropany dochází k odštěpení dusitanu za tvorby příslušného derivátu cyklopropenu. Příprava čistě alifatických cyklopropenů byla poprvé dosažena pomocí adice karbenů na alkyny za katalýzy mědí. Ethyldiazoacetát za přítomnosti mědi reaguje s acetyleny a tvoří se cyklopropeny. 1,2-dimethylcyklopropen-3-karboxylát lze obdobným způsobem vytvořit z but-2-ynu. Nejčastějšími katalyzátory používanými při těchto reakcích jsou prášková měď a síran měďnatý; lze také použít octan rhodnatý.
Adicí dichlorkarbenu na tetrachlorethen vzniká tetrachlorcyklopropen.
Reakce
[editovat | editovat zdroj]Studie reaktivity cyklopropenu byly zaměřené především na působení jeho úhlového napětí. Při 425 °C se cyklopropen izomerizuje na propyn.
- C3H4 → H3CC≡CH
Při pokusech o frakční destilaci cyklopropenu při –36 °C, tedy jeho teplotě varu, docházelo k polymerizaci; její mechanismus je pravděpodobně radikálový, produktem by, podle NMR spekter, měl být polycyklopropan.
Cyklopropen vstupuje do Dielsových–Alderových reakcí, například s cyklopentadienem se tvoří endo-tricyklo[3.2.1.02,4]okt-6-en. Tato reakce se často používá k ověření přítomnosti cyklopropenu po jeho syntéze.[5]
Podobné sloučeniny
[editovat | editovat zdroj]- Kyselina malvalová je toxická mastná kyselina založená na cyklopropenu, vyskytující se v oleji z bavlníkových semen.
- 1-Methylcyklopropen (1-MCP) se používá na omezení zrání ovoce.[7][8]
- Borireny, fosfireny a silireny jsou cyklopropeny substituované borem, fosforem a křemíkem, se vzorci RBC2R'2, RPC2R'2 a R2SiC2R'2.
Reference
[editovat | editovat zdroj]V tomto článku byl použit překlad textu z článku Cyclopropene na anglické Wikipedii.
- ↑ F. L. Carter; V. L. Frampton. Review of the Chemistry of Cyclopropene Compounds. Chemical Reviews. 1964, s. 497–525. doi:10.1021/cr60231a001.
- ↑ S. W. Staley; T. D. Norden; C.-F. Su; M. Rall; M. D. Harmony. Structure of 3-cyanocyclopropene by microwave spectroscopy and ab initio molecular orbital calculations. Evidence for substituent-ring double bond interactions. Journal of the American Chemical Society. 1987, s. 2880–2884. doi:10.1021/ja00244a004.
- ↑ F. H. Allen. The geometry of small rings: Molecular geometry of cyclopropene and its derivatives. Tetrahedron. 1982, s. 645–655. doi:10.1016/0040-4020(82)80206-8.
- ↑ G. L. Closs; K. D. Krantz. A Simple Synthesis of Cyclopropene. Journal of Organic Chemistry. 1966, s. 638. doi:10.1021/jo01340a534.
- ↑ a b BINGER, P.; WEDERMANN, P.; BRINKER, U. H. Cyclopropene: A New Simple Synthesis and Its Diels-Alder reaction with Cyclopentadiene. Org. Synth.. 2000, s. 254. Dostupné online.; Coll. Vol.. S. 231.
- ↑ T. C. Clarke; C. D. Duncan; R. M. Magid. An Efficient and Convenient Synthesis of 1-Methylcyclopropene. Journal of Organic Chemistry. 1971, s. 1320–1321. doi:10.1021/jo00808a041.
- ↑ R. Beaudry; C. Watkins. Use of 1-MCP on Apples. Perishable Handling Quarterly. 2001, s. 12.
- ↑ G. D. Trinchero; G. O. Sozzi; F. Covatta; A. A. Fraschina. Inhibition of ethylene action by 1-methylcyclopropene extends postharvest life of "Bartlett" pears. Postharvest Biology and Technology. 2004, s. 193–204. doi:10.1016/j.postharvbio.2003.11.009.
Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]
Obrázky, zvuky či videa k tématu Cyklopropen na Wikimedia Commons
