Articulo de referencia

Radialeno

los primeros cuatro radialenos [n]Los radialenos son compuestos orgánicos alicíclicos que contienen n enlaces dobles exocíclicos conjugados cruzados . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Lo...

los primeros cuatro radialenos
los primeros cuatro radialenos

[n]Los radialenos son compuestos orgánicos alicíclicos que contienen n enlaces dobles exocíclicos conjugados cruzados . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Los enlaces dobles suelen ser grupos alqueno , pero aquellos con un grupo carbonilo (C=O) también se denominan radialenos. [ 5 ] Para algunos miembros, los radialenos precursores no sustituidos son difíciles de obtener, pero se conocen muchos derivados sustituidos.

Los radialenos están relacionados con los dendralenos de cadena abierta y también con compuestos como el butadieno y el benceno , que también consisten en un anillo de átomos de carbono con hibridación sp2 .

Los radialenos se investigan en química orgánica por sus propiedades y reactividad inusuales, pero no han trascendido el ámbito del laboratorio. Se han reportado usos como bloques de construcción experimentales para nuevos conductores orgánicos y ferromagnetos. [ 6 ] El primer radialeno, llamado hexaetilidenociclohexano, se sintetizó en 1961. [ 7 ]

Conformación

Se espera que los [3] y [4]radialenos tengan una geometría molecular planar con todos los átomos de carbono en el mismo plano. Esto se verifica experimentalmente en el hexametil[3]radialeno y el ciclobutanotetraonetetrakis(hidrazona) . El decametil[5]radialeno tiene una geometría de sobre retorcido con simetría C2, mientras que se calcula una conformación de silla para el [6]radialeno y se encuentra experimentalmente para el hexa-(etilideno)ciclohexano.

Debido a sus distribuciones específicas de electrones pi, los hidrocarburos como el perileno y el trifenileno no se consideran radialenos. Un estudio [ 6 ] describe un [6]radialeno compuesto de unidades de tiofeno : [ 8 ]

Radialeno planar Patra 2007

Se informa que este compuesto es planar con simetría D 3h ( difracción de rayos X ), pero no aromático : las longitudes de enlace carbono-carbono son inusualmente largas (145 pm frente a 140 pm para el benceno ) y el valor NICS calculado es cercano a cero.

Un [8]radialeno análogo que adopta una conformación de silla con simetría D 2d [ 9 ] es un intermedio en la síntesis de sulflower (C 8 S 8 ):

Síntesis de girasol

Síntesis y propiedades

Los radialenos parentales [3], [4], [5] y [6] se polimerizan cuando entran en contacto con el oxígeno.

[3] Radialenos

[3] El radialeno o trimetilenociclopropano se sintetizó en 1965. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Los derivados reportados son triquinociclopropanos, [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] sales de dianiones de trimetilenociclopropano, [ 16 ] tris(tioxanten-9-ilideno)ciclopropano , [ 17 ] tris(fluoren-9-ilideno)ciclopropano [ 18 ] y hexakis(trimetilsililetinil)[3]radialeno . [ 19 ] También se han reportado derivados de fósforo (basados ​​en 4,5,6-trifosfa[3]radialeno ). [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] Se han investigado los fosfaradialenos como mejoradores de la eficiencia cuántica en células solares. [ 24 ] Se han investigado los derivados de hexakis[4-(diarilamino)fenil][3]radialeno por sus bajos potenciales de oxidación. [ 25 ]

[4] Radialenos

El [4]radialeno no sustituido se ha preparado en una reacción de eliminación de cis,trans,cis-tetra(bromometil)ciclobutano con metóxido de sodio en etanol . [ 26 ]

[4]síntesis de radialeno
[4]síntesis de radialeno

La hidrogenación con platino sobre carbono produce cis,cis,cis-tetrametilciclobutano de acuerdo con la estructura propuesta.

[5] Radialenos

En 2015 se informó sobre la síntesis exitosa a baja temperatura del compuesto original [5]radialeno. [ 27 ]

[6] Radialenos

El [6]radialeno original es inestable y se polimeriza inmediatamente después de su formación. Se ha sintetizado a partir de 1,5,9-ciclododecatriino, 1,3,6-tri(clorometil) mesitileno y triciclobutabenceno . [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]

Solo existen [6]radialenos sustituidos como compuestos estables. Los derivados estables son el radialeno sustituido con hexametilo, [ 7 ] [ 32 ] sustituido con dodecametilo [ 33 ] y sustituido con hexabromo [ 34 ] .

También se ha informado de un radialeno sustituido con trisalcoxi, [ 35 ] el anillo central adopta una conformación de bote retorcido no planar :

Derivado de hexaradialeno Shinozaki 2010

Usos

Los radialenos se han investigado como una vía potencial para acceder a moléculas sintéticas complejas [ 36 ] [ 37 ] y en la síntesis de polímeros. [ 38 ] [ 39 ]

Referencias

  1. La química de los dienos y polienos, volumen 1 La química de los dienos y polienos, volumen 121 Química de los grupos funcionales de Patai Zvi Rappoport Ed. Wiley, 1997
  2. Iyoda, M., Yamakawa, J. y Rahman, MJ (2011), Macrociclos conjugados: conceptos y aplicaciones . Angew. Chem. Int. Ed., 50: 10522–10553. doi : 10.1002/anie.201006198
  3. Sistemas oligoméricos y poliméricos con una estructura π conjugada cruzada Mojtaba Gholami y Rik R. Tykwinski Chemical Reviews 2006 106 (12), 4997-5027 doi : 10.1021/cr0505573
  4. Hopf, H. y Maas, G. (1992), Preparación y propiedades, reacciones y aplicaciones de los radialenos . Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 31: 931–954. doi : 10.1002/anie.199209313
  5. ^ Efecto del hacinamiento en [n]radialenos sobre la síntesis de bis[4]radialenos Menahem Kaftory, Mark Botoshansky, Shunji Hyoda, Toshihiro Watanabe y Fumio Toda J. Org. Química. ; 1999 ; 64(7) págs. 2287 - 2292; (Artículo) doi : 10.1021/jo9818677
  6. 1 2 Radialenos planares [6]: Estructura, síntesis y aromaticidad del benzotriselenofeno y el benzotritiofeno Asit Patra, Yair H. Wijsboom, Linda JW Shimon y Michael Bendikov Angew. Chem. Int. Ed. 2007 , 46, 8814–8818 doi : 10.1002/anie.200703123
  7. 12 Hopff , H.; Mecha, Alaska (1961). "Zur Kenntnis der Hexaalquilbenzole. 3. Mitteilung. Über einen neuen Kohlenwasserstoff C 18 H 24 (Hexaäthylidencyclohexan)". Helvetica Chimica Acta . 44 (2): 380. doi : 10.1002/hlca.19610440206 .
  8. Reactivo de reacción de acoplamiento bis(1,5-ciclooctadieno)níquel(0) . Se forma una cantidad igual de tetrámero.
  9. Zhao, C., Xu, L., Wang, Y., Li, C., & Wang, H. (2014). Avances recientes en la síntesis y aplicación de ciclooctatetratiofenos en forma de silla de montar y sus derivados. Chinese Journal of Chemistry, 33(1), 71 78. https://doi.org/10.1002/cjoc.201400524
  10. Preparación y propiedades del trimetilenociclopropano Ernest A. Dorko Journal of the American Chemical Society 1965 87 (23), 5518-5520 doi : 10.1021/ja00951a067
  11. La estructura molecular del trimetilenociclopropano EA Dorko, JL Hencher, SH Bauer Tetrahedron Volumen 24, Número 6, 1968, Páginas 2425–2434 doi : 10.1016/S0040-4020(01)82515-1
  12. Bally, T. y Haselbach, E. (1978), Tris(metilideno)-ciclopropano (“[3]Radialeno”). Parte 2. Estados electrónicos del catión molecular y espectro de absorción UV revisado del neutro original. HCA , 61: 754–761. doi : 10.1002/hlca.19780610223
  13. Síntesis de un triquinociclopropano Robert West y David C. Zecher Journal of the American Chemical Society 1967 89 (1), 152-153 doi : 10.1021/ja00977a033
  14. Diarilquinociclopropenos y triquinociclopropanos Robert West y David C. Zecher Journal of the American Chemical Society 1970 92 (1), 155-161 doi : 10.1021/ja00704a025
  15. Poliantraquinociclopropanos, diantraquinociclopropanona y diantraquinoetileno. Síntesis y propiedades. Judith L. Benham, Robert West y John AT Norman. Journal of the American Chemical Society, 1980, 102 (15), 5047-5053. doi : 10.1021/ja00535a037
  16. Dianiones de trimetilenociclopropano sustituidos negativamente Tadamichi Fukunaga Journal of the American Chemical Society 1976 98 (2), 610-611 doi : 10.1021/ja00418a050
  17. Sugimoto, T., Misaki, Y., Kajita, T., Nagatomi, T., Yoshida, Z.-i. y Yamauchi, J. (1988), Tris(tioxanten-9-ilideno)ciclopropano y su catión radical y dicatión. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 27: 1078–1080. doi : 10.1002/anie.198810781
  18. Iyoda, M., Otani, H. y Oda, M. (1988), Tris(fluoren-9-ilideno)ciclopropano, un nuevo [3]radialeno . Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 27: 1080–1081. doi : 10.1002/anie.198810801
  19. Lange, T., Gramlich, V., Amrein, W., Diederich, F., Gross, M., Boudon, C. y Gisselbrecht, J.-P. (1995), Hexakis(trimetilsililetinil)[3]radialeno: un cromóforo rico en carbono con propiedades electrónicas inusuales . Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 34: 805–809. doi : 10.1002/anie.199508051
  20. Miyake, H., Sasamori, T. y Tokitoh, N. (2012), Síntesis y propiedades del 4,5,6-trifosfa[3]radialeno . Angew. Chem. Int. Ed., 51: 3458–3461. doi : 10.1002/anie.201200374
  21. ^ El dianión 4,5,6-trifosfa [3] radialeno: un análogo de fósforo del dianión delta. Un examen NICS(0)πzz de su aromaticidad Hideaki Miyake, Takahiro Sasamori, Judy I-Chia Wu, Paul v. R. Schleyer y Norihiro Tokitoh Chem. Comunitario, 2012,48, 11440-11442 doi : 10.1039/C2CC35978B
  22. ^ El primer análisis de rayos X de un fosfa[3]radialeno , Polyhedron Volumen 11, Número 3, 1992, páginas 385-387 Ikuko Miyahara, Atsuhiro Hayashi, Ken HirotsuMasaaki Yoshifuji, Hideki Yoshimura, Kozo Toyota doi : 10.1016/S0277-5387(00)83187-3
  23. Isomerización fotoquímica (E)–(Z) del doble enlace P=C en complejos de trifosfa[3]radialeno–[M(CO)5] (M = W, Cr) Takahiro Sasamori, Koki Hirano, Hideaki Miyake, Norihiro Tokitoh Chemistry Letters Vol. 44 (2015) No. 9 P 1240-1242 doi : 10.1246/cl.150422
  24. Hopf, H. (2012), Fospharadialenos: un nuevo descubrimiento . Angew. Chem. Int. Ed., 51: 11945–11947. doi : 10.1002/anie.201206101
  25. Triarilaminas sobre andamiaje de [3]radialeno: Nuevos sistemas redox multietapa de amplio rango basados ​​en [3]radialeno con potenciales de oxidación notablemente bajos Kouzou Matsumoto, Nao Yamada, Tetsuya Enomoto, Hiroyuki Kurata, Takeshi Kawase, Masaji Oda Chemistry Letters Vol. 40 (2011) No. 9 P 1033-1035 doi : 10.1246/cl.2011.1033
  26. La química de los fotodímeros de derivados de los ácidos maleico y fumárico. IV.1 Tetrametilenociclobutano Gary W. Griffin y Laurence I. Peterson J. Am. Chem. Soc. ; 1962 ; 84(17) pp 3398 - 3400; doi : 10.1021/ja00876a033
  27. [5] Radialeno Emily G. Mackay, Christopher G. Newton, Henry Toombs-Ruane, Erik Jan Lindeboom, Thomas Fallon, Anthony C. Willis, Michael N. Paddon-Row y Michael S. Sherburn Revista de la Sociedad Química Estadounidense Artículo ASAP doi : 10.1021/jacs.5b07445
  28. Barkovich, AJ; Vollhardt, KPC (1976). "1,5,9-Ciclododecatriino. Síntesis y conversión al intermedio 1,2:3,4:5,6-triciclobutabenceno". Journal of the American Chemical Society . 98 (9): 2667. doi : 10.1021/ja00425a046 .
  29. Harruff, LG; Brown, M.; Boekelheide, V. (1978). "Hexaradialeno: precursores y estructura". Journal of the American Chemical Society . 100 (9): 2893. doi : 10.1021/ja00477a055 .
  30. Barkovich, AJ; Strauss, ES; Vollhardt, KPC (1977). "Hexaradialeno". Journal of the American Chemical Society . 99 (25): 8321. doi : 10.1021/ja00467a036 .
  31. Schiess, P.; Heitzmann, M. (1978). "Hexakis(metilideno)-ciclohexano (?[6]Radialeno?). Propiedades químicas y espectrales". Helvetica Chimica Acta . 61 (2): 844. doi : 10.1002/hlca.19780610232 .
  32. ^ Hopff, H.; Mecha, Alaska (1961). "Zur Kenntnis der Hexaalquilbenzol. 2. Mitteilung. Seitenkettenhalogenierungen von Hexaäthylbenzol". Helvetica Chimica Acta . 44 (1): 19. doi : 10.1002/hlca.19610440104 .
  33. Iyoda, M.; Tanaka, S.; Otani, H.; Nose, M.; Oda, M. (1988). "Un nuevo enfoque para la construcción de radialenos mediante la ciclooligomerización catalizada por níquel de [3]cumulenos (butatrienos)". Journal of the American Chemical Society . 110 (25): 8494. doi : 10.1021/ja00233a028 .
  34. Stanger, A.; Ashkenazi, N.; Boese, R.; Bläser, D.; Stellberg, P. (1997). "Hexabromotriciclobutabenceno y hexabromohexaradialeno: sus síntesis en un solo paso mediadas por níquel y su estructura cristalina". Chemistry: A European Journal . 3 (2): 208– 211. doi : 10.1002/chem.19970030207 . PMID 24022949 . 
  35. Shinozaki, S.; Hamura, T.; Ibusuki, Y.; Fujii, K.; Uekusa, H.; Suzuki, K. (2010). "Hexaradialenos por aperturas sucesivas de anillos de tris(alcoxi-triciclobutabencenos): Síntesis y caracterización". Angewandte Chemie International Edition in English . 49 (17): 3026– 3029. doi : 10.1002/anie.200907305 . PMID 20333636 . 
  36. Síntesis y reacciones de Diels-Alder de un derivado de benzo[5]radialeno Andreas A. von Richthofen, Liliana Marzorati, Lucas C. Ducati y Claudio Di Vitta Organic Letters 2014 16 (15), 4020-4023 doi : 10.1021/ol5018432
  37. Januszewski, JA, Hampel, F., Neiss, C., Görling, A. y Tykwinski, RR (2014), Formación inesperada de un [4]radialeno y dendralenos por adición de tetracianoetileno a un tetraaril[5]cumuleno . Angew. Chem. Int. Ed., 53: 3743–3747. doi : 10.1002/anie.201309355
  38. Polímeros de coordinación 2D de hexa(4-cianofenil)[3]-radialeno y plata(I): interacciones anión···π y enlaces de hidrógeno C−H···anión del radialeno en las interacciones en estado sólido de hexaaril[3]-radialenos con aniones Courtney A. Hollis, Lyall R. Hanton, Jonathan C. Morris y Christopher J. Sumby Crystal Growth & Design 2009 9 (6), 2911-2916 doi : 10.1021/cg9002302
  39. Polímeros de coordinación bidimensionales y tridimensionales de hexakis(4-cianofenil)[3]radialeno: El papel de la estequiometría y la cinética Courtney A. Hollis, Stuart R. Batten y Christopher J. Sumby Crystal Growth & Design 2013 13 (6), 2350-2361 doi : 10.1021/cg400036x