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Cyclopentadienon ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Ketone StrukturformelAllgemeinesName Andere Namen Cycl

Cyclopentadienon

Cyclopentadienon ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Ketone.

Strukturformel
Allgemeines
Name Cyclopentadienon
Andere Namen

Cyclopentadien-1-on

Summenformel C5H4O
Externe Identifikatoren/Datenbanken
Eigenschaften
Molare Masse 80,09 g·mol−1
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gewinnung und Darstellung Bearbeiten

Cyclopentadienon kann bei tiefen Temperaturen aus mehreren Vorstufen (z. B. aus 1,2-Benzochinon) photolytisch oder pyrolytisch erzeugt und in einer Argonmatrix bei 10 K isoliert werden. Es dimerisiert bereits beim Auftauen der Matrix (38 K).

Eigenschaften Bearbeiten

Substituierte Cyclopentadienone sind wichtige Synthesebausteine, die in der Naturstoffsynthese oder auch bei der Darstellung gespannter Verbindungen, wie z. B. Tetrahedranen, genutzt werden. Das erste und wohl auch am besten bekannte Beispiel eines monomeren Cyclopentadienons, das Tetraphenylcyclopentadienon, wurde 1925 von A. Löwenbein und G. Ulich veröffentlicht. In jüngerer Zeit hat die Metallorganische Chemie die Cyclopentadienone für sich entdeckt.

Deshalb begann schon frühzeitig die Suche nach deren Grundstruktur, wobei die ersten Arbeiten auf Klaus Hafner und Charles Herbert DePuy zurückgehen. Sie synthetisierten Cyclopentadienon durch Bromwasserstoff-Eliminierung aus dem entsprechenden Bromid oder Esterpyrolyse aus dem Acetat. Cyclopentadienon war dabei jedoch nicht direkt nachweisbar, da es sofort in einer Diels-Alder-Reaktion dimerisiert. Neben dem präparativen gab es auch ein theoretisches Interesse an der Verbindung aufgrund des ungewöhnlichen Reaktionsverhaltens der Substanzklasse. So lassen sich Cyclopentadienone in der Regel nicht zu Cyclopentadienen oder Hydroxycyclopentadienen durch Reduktion der Carbonylgruppe umsetzen, sondern liefern Cyclopentenone.

Für Cyclopentienon als Grundstruktur wurden zwei mesomeren Grenzstrukturen diskutiert, die eine Erklärung liefern sollten. Hierbei führt Grenzstruktur I zu einer antiaromatischen Destabilisierung des Ringes, da es sich um ein 4π-System handelt. Im Gegensatz dazu bildet sich in Grenzstruktur II unter Umpolung der Carbonylfunktion ein aromatisches 6π–System aus. Beide Grenzstrukturen sollten durch die Delokalisierung zu einer leichteren Reduzierbarkeit des Cyclopentadienons führen als bei einem System mit lokalisierten Bindungen. Zudem würde die Beteiligung von umgepolten Grenzstrukturen wie der II. auch die geringere Reaktivität der Carbonylfunktion erklären. Wie die Untersuchungen zeigten, spielen diese Grenzstrukturen in der Realität jedoch nur eine sehr untergeordnete Rolle.

Eine andere Erklärung lieferte die Molekülorbitaltheorie, die die Eigenschaften der Cyclopentadienone gut beschreibt, wobei diese vom geringen HOMO-LUMO-Abstand und dem energetisch sehr niedrig liegenden und stark delokalisierten LUMO bestimmt werden. So ist die schon angesprochene intensive Farbigkeit dieser Verbindungsklasse auf die π-π*-Übergänge zurückzuführen.

Siehe auch Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  2. Roger Brown: Pyrolytic Methods in Organic Chemistry Application of Flow and Flash Vacuum Pyrolytic Techniques. Elsevier, 2012, ISBN 978-0-323-15417-8, S. 173 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. Günther Maier, Lothar Hermann Franz, Hans-Georg Hartan, Klaus Lanz, Hans Peter Reisenauer: Kleine Ringe, 54. Cyclopentadienon. In: Chemische Berichte. 118, 1985, S. 3196, doi:10.1002/cber.19851180819.
  4. William M. Horspool, Francesco Lenci: CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, Volumes 1 & 2, Second Edition. CRC Press, 2003, ISBN 978-0-203-49590-2, S. 12-8 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  5. Michael A. Ogliaruso, Michael G. Romanelli, Ernest I. Becker: Chemistry of Cyclopentadienones, Chem. Rev., 1965, Band 65, S. 261–367. doi:10.1021/cr60235a001.
  6. Dissertation: Scheppelmann, Imke. “Pyridylfunktionalisierte Cyclopentadienone : Synthese und Koordinationschemie.” Universität Bielefeld, 2002.
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Veröffentlichungsdatum:
Cyclopentadienon ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Ketone StrukturformelAllgemeinesName CyclopentadienonAndere Namen Cyclopentadien 1 onSummenformel C5H4OExterne Identifikatoren DatenbankenCAS Nummer 13177 38 3PubChem 139405ChemSpider 122931Wikidata Q21099674EigenschaftenMolare Masse 80 09 g mol 1SicherheitshinweiseGHS Gefahrstoffkennzeichnungkeine Einstufung verfugbar 1 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen Inhaltsverzeichnis 1 Gewinnung und Darstellung 2 Eigenschaften 3 Siehe auch 4 EinzelnachweiseGewinnung und Darstellung BearbeitenCyclopentadienon kann bei tiefen Temperaturen aus mehreren Vorstufen z B aus 1 2 Benzochinon 2 photolytisch oder pyrolytisch erzeugt und in einer Argonmatrix bei 10 K isoliert werden Es dimerisiert bereits beim Auftauen der Matrix 38 K 3 4 Eigenschaften BearbeitenSubstituierte Cyclopentadienone sind wichtige Synthesebausteine die in der Naturstoffsynthese oder auch bei der Darstellung gespannter Verbindungen wie z B Tetrahedranen genutzt werden Das erste und wohl auch am besten bekannte Beispiel eines monomeren Cyclopentadienons das Tetraphenylcyclopentadienon wurde 1925 von A Lowenbein und G Ulich veroffentlicht In jungerer Zeit hat die Metallorganische Chemie die Cyclopentadienone fur sich entdeckt Deshalb begann schon fruhzeitig die Suche nach deren Grundstruktur wobei die ersten Arbeiten auf Klaus Hafner und Charles Herbert DePuy zuruckgehen Sie synthetisierten Cyclopentadienon durch Bromwasserstoff Eliminierung aus dem entsprechenden Bromid oder Esterpyrolyse aus dem Acetat Cyclopentadienon war dabei jedoch nicht direkt nachweisbar da es sofort in einer Diels Alder Reaktion dimerisiert Neben dem praparativen gab es auch ein theoretisches Interesse an der Verbindung aufgrund des ungewohnlichen Reaktionsverhaltens der Substanzklasse So lassen sich Cyclopentadienone in der Regel nicht zu Cyclopentadienen oder Hydroxycyclopentadienen durch Reduktion der Carbonylgruppe umsetzen sondern liefern Cyclopentenone Fur Cyclopentienon als Grundstruktur wurden zwei mesomeren Grenzstrukturen diskutiert die eine Erklarung liefern sollten Hierbei fuhrt Grenzstruktur I zu einer antiaromatischen Destabilisierung des Ringes da es sich um ein 4p System handelt Im Gegensatz dazu bildet sich in Grenzstruktur II unter Umpolung der Carbonylfunktion ein aromatisches 6p System aus Beide Grenzstrukturen sollten durch die Delokalisierung zu einer leichteren Reduzierbarkeit des Cyclopentadienons fuhren als bei einem System mit lokalisierten Bindungen Zudem wurde die Beteiligung von umgepolten Grenzstrukturen wie der II auch die geringere Reaktivitat der Carbonylfunktion erklaren Wie die Untersuchungen zeigten spielen diese Grenzstrukturen in der Realitat jedoch nur eine sehr untergeordnete Rolle Eine andere Erklarung lieferte die Molekulorbitaltheorie die die Eigenschaften der Cyclopentadienone gut beschreibt wobei diese vom geringen HOMO LUMO Abstand und dem energetisch sehr niedrig liegenden und stark delokalisierten LUMO bestimmt werden So ist die schon angesprochene intensive Farbigkeit dieser Verbindungsklasse auf die p p Ubergange zuruckzufuhren 5 6 Siehe auch BearbeitenTetraphenylcyclopentadienon FulvenEinzelnachweise Bearbeiten Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefahrlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlassliche und zitierfahige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden Roger Brown Pyrolytic Methods in Organic Chemistry Application of Flow and Flash Vacuum Pyrolytic Techniques Elsevier 2012 ISBN 978 0 323 15417 8 S 173 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche Gunther Maier Lothar Hermann Franz Hans Georg Hartan Klaus Lanz Hans Peter Reisenauer Kleine Ringe 54 Cyclopentadienon In Chemische Berichte 118 1985 S 3196 doi 10 1002 cber 19851180819 William M Horspool Francesco Lenci CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology Volumes 1 amp 2 Second Edition CRC Press 2003 ISBN 978 0 203 49590 2 S 12 8 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche Michael A Ogliaruso Michael G Romanelli Ernest I Becker Chemistry of Cyclopentadienones Chem Rev 1965 Band 65 S 261 367 doi 10 1021 cr60235a001 Dissertation Scheppelmann Imke Pyridylfunktionalisierte Cyclopentadienone Synthese und Koordinationschemie Universitat Bielefeld 2002 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Cyclopentadienon amp oldid 212439257