www.wikidata.de-de.nina.az

Phane Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Zum französischen Schriftsteller siehe Oscar Coop Als werden chemische Ve

Phane

Als Phane werden chemische Verbindungen bezeichnet, die aus einem Aromaten bestehen, der durch eine zumeist aliphatische Kette überbrückt ist. Sie entsprechen damit weitgehend den ansa-Verbindungen (lat. ansa = Henkel), also den planaren, aromatischen Verbindungen, die von einem Henkel überbrückt werden, der aus einer Kette besteht. Bei der IUPAC ist -phan auch die Nomenklaturendung (also eine Art Kurzschreibweise oder -Darstellung von chemischen Verbindungen) bei denen Ringe als Superatome aufgefasst werden.

Einteilung Bearbeiten

Cyclophane: Metacyclophane (I), Paracyclophane (II) und [n,n']-Cyclophane (III)
Ein Superphan

Ist der Aromat ein Benzolring so wird die Verbindung als Cyclophan (Zusammensetzung aus Cyclo, Phenyl und Alkan) bezeichnet, wobei der Begriff meist bei Molekülen verwendet wird, in denen zwei Benzolringe über mindestens zwei aliphatische Ketten (auch Henkelverbindungen genannt) an gegenüberliegenden Kohlenstoffatomen miteinander verbrückt sind. Letztere gehören damit in die Gruppe der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe. Die wichtigsten Verbindungen sind dabei die Metacyclophane (I), Paracyclophane (II) und [n,n']Cyclophane (III). Daneben existieren auch noch Orthocyclophane. Enthalten Phane Heteroatome im aromatischen Ring nennt man sie Heterophane. Sind die Heteroatome in der Brücke lokalisiert, spricht man von Heteraphanen. Zeigt eines der Atome der Verbindung (zum Beispiel ein Wasserstoff-Atom) nach innen, so wird von in-Cyclophanen gesprochen.

Ist die maximal mögliche Verbrückung erreicht, so spricht man von einem Superphan. Als Metallacyclophane werden schließlich Cyclophankomplexverbindunden mit Übergangsmetallen bezeichnet.

Für die Nomenklatur der Phane hat die IUPAC ein einfaches Verfahren entwickelt, das in Grundzügen auf einer Austauschnomenklatur besteht, bei der die einzelnen cyclischen Untereinheiten der Verbindungen als Superatome aufgefasst und den anderen Ringatomen gleichgestellt und fortlaufend nummeriert werden.

Geschichte Bearbeiten

Im Jahre 1937 beschrieb Arthur Lüttringhaus (1906–1992) zuerst die Ansa-Verbindungen. Die Cyclophane wurden im Jahre 1949 von Brown und Farthing synthetisiert und von Donald J. Cram und H. Steinberg in den frühen 1950er Jahren eingehend untersucht. Die ersten Ferrocenophane wurden von Lüttringhaus und Kullik in den späten 1950er Jahren synthetisiert.

Eigenschaften und Verwendung Bearbeiten

[2.2]Paracyclophan

Phane zeichnen sich durch ungewöhnliche chemische und physikalische Eigenschaften, wie zum Beispiel eine hohe Reaktivität, hohe Ringspannung, Chiralität und von der Norm abweichende Molekülparameter, aus. Wegen ihrer besonderen geometrischen Struktur sind Cyclophane ausgezeichnete Grundbausteine der supramolekularen Chemie. Der einfachste Vertreter eines Cyclophan wäre ein Benzolring mit einem Alkan als Brücke. Das bekannteste Cyclophan ist das [2.2]Paracyclophan, welches Anfang der 1970er Jahre von Brown und Farthing aus Polymeren extrahiert wurde. Es kann über Pyrolyse von p-Xylol (Swarc-Pyrolyse), Hofmann-Eliminierung oder Wurtz-Kupplung dargestellt werden. Auch andere Verfahren zur Herstellung von Cyclophanen, z. B. Flash-Vakuum-Pyrolyse zur Herstellung von [3.3]Cyclophan sind möglich. Da makrocyclische Cyclophane röhrenartige Strukturen bilden können, können sie kleinere Moleküle aufnehmen und so als Transporter dienen. Dem ähnlich können auch Cryptophane, die durch kovalente Verknüpfung zweier Cyclotriveratryleneinheiten entstehen, als Container für andere Moleküle dienen. Sie gehören damit zu den Einschluss- bzw. Käfigverbindungen. In der Natur kommen einige Cyclophane in Actinomyceten (z. B. in Form von Rifampicin und Rifabutin) und Blaualge (z. B. Nostocyclophane) vor.

Literatur Bearbeiten

  • Fritz Vögtle; Cyclophanchemie – Synthesen, Strukturen, Reaktionen; Teubner Studienbücher 1990; ISBN 978-3-519-03508-4.
  • Caroline Berns: Synthese und biologische Prüfung funktionalisierter Cyclophane verschiedener Ringgrößen als Oxaanaloga zytotoxischer Naturstoffe. München 2004, DNB 971997632, urn:nbn:de:bvb:19-21774 (Dissertation, Universität München).
  • W. H. Powell: Phane nomenclature – I. Phane parent names (IUPAC Recommendations 1998). In: Pure and Applied Chemistry. Band 70, Nr. 8, 1998, doi:10.1351/pac199870081513 (freier Volltext).
  • H. A. Favre, D. Hellwinkel, W. H. Powell, H. A. Smith Jr., S. S.-C. Tsay: Phane nomenclature. Part II. Modification of the degree of hydrogenation and substitution derivatives of phane parent hydrides (IUPAC Recommendations 2002). In: Pure and Applied Chemistry. Band 74, Nr. 5, 2002, doi:10.1351/pac200274050809 (freier Volltext).

Weblinks Bearbeiten

Commons: Cyclophane – Sammlung von Bildern und Videos

Siehe auch Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Muxin Han, Vanessa Maria Brake: @1@2Vorlage:Toter Link/werz.chemie.uni-goettingen.deCyclophane – Eigenschaften, Synthesen, Reaktionen (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im November 2017. Suche in Webarchiven.)@1@2Vorlage:Toter Link/werz.chemie.uni-goettingen.de (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im Mai 2019. Suche in Webarchiven.)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. (Uni Göttingen; PDF; 204 kB).
  2. Molekulare Ästhetik – Brezeln, Brücken, Bembel, Krüge, Käfige und Kronen (PDF; 2,3 MB).
  3. Eintrag zu Ansa compounds. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.A00374 – Version: 2.3.1.
  4. Dieter Hellwinkel: Die Systematische Nomenklatur Der Organischen Chemie: Eine Gebrauchsanweisung, S. 69ff; ISBN 978-3-540-26411-8.
  5. Horst Prinzbach: Erinnerungen an Arthur Lüttringhaus (1906–1992). In: European Journal of Organic Chemistry. 1998, 1998, S. 735, doi:10.1002/(SICI)1099-0690(199804)1998:4<735::AID-EJOC735>3.0.CO;2-N.
  6. C. J. Brown, A. C. Farthing, Nature (London), 1949, 164, S. 915.
  7. Donald J. Cram et H. Steinberg, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73, S. 5691–5704.
  8. A. Lüttringhaus, W. Kullick: Ansa-Ferrocene. In: Angewandte Chemie. 70, 1958, S. 438, doi:10.1002/ange.19580701407.
  9. Henning Hopf: Mehrfach überbrückte Cyclophane. In: Nachrichten aus Chemie, Technik und Laboratorium. 28, 1980, S. 311, doi:10.1002/nadc.19800280505.
  10. Tetsuo Iwanaga, Ryoma Nakamoto u. a.: Cyclophanes within Cyclophanes: The Synthesis of a Pyromellitic Diimide-Based Macrocycle as a Structural Unit in a Molecular Tube and Its Inclusion Phenomena. In: Angewandte Chemie International Edition. 45, 2006, S. 3643, doi:10.1002/anie.200504499.
wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
Veröffentlichungsdatum:
Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Zum franzosischen Schriftsteller siehe Oscar Coop Phane Als Phane werden chemische Verbindungen bezeichnet die aus einem Aromaten bestehen der durch eine zumeist aliphatische Kette uberbruckt ist 1 Sie entsprechen damit weitgehend den ansa Verbindungen lat ansa Henkel also den planaren aromatischen Verbindungen die von einem Henkel uberbruckt werden der aus einer Kette besteht 2 3 Bei der IUPAC ist phan auch die Nomenklaturendung also eine Art Kurzschreibweise oder Darstellung von chemischen Verbindungen bei denen Ringe als Superatome aufgefasst werden Inhaltsverzeichnis 1 Einteilung 2 Geschichte 3 Eigenschaften und Verwendung 4 Literatur 5 Weblinks 6 Siehe auch 7 EinzelnachweiseEinteilung Bearbeiten nbsp Cyclophane Metacyclophane I Paracyclophane II und n n Cyclophane III nbsp Ein SuperphanIst der Aromat ein Benzolring so wird die Verbindung als Cyclophan Zusammensetzung aus Cyclo Phenyl und Alkan bezeichnet wobei der Begriff meist bei Molekulen verwendet wird in denen zwei Benzolringe uber mindestens zwei aliphatische Ketten auch Henkelverbindungen genannt an gegenuberliegenden Kohlenstoffatomen miteinander verbruckt sind Letztere gehoren damit in die Gruppe der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe Die wichtigsten Verbindungen sind dabei die Metacyclophane I Paracyclophane II und n n Cyclophane III Daneben existieren auch noch Orthocyclophane Enthalten Phane Heteroatome im aromatischen Ring nennt man sie Heterophane Sind die Heteroatome in der Brucke lokalisiert spricht man von Heteraphanen Zeigt eines der Atome der Verbindung zum Beispiel ein Wasserstoff Atom nach innen so wird von in Cyclophanen gesprochen Ist die maximal mogliche Verbruckung erreicht so spricht man von einem Superphan Als Metallacyclophane werden schliesslich Cyclophankomplexverbindunden mit Ubergangsmetallen bezeichnet 1 Fur die Nomenklatur der Phane hat die IUPAC ein einfaches Verfahren entwickelt das in Grundzugen auf einer Austauschnomenklatur besteht bei der die einzelnen cyclischen Untereinheiten der Verbindungen als Superatome aufgefasst und den anderen Ringatomen gleichgestellt und fortlaufend nummeriert werden 4 Geschichte BearbeitenIm Jahre 1937 beschrieb Arthur Luttringhaus 1906 1992 zuerst die Ansa Verbindungen 5 Die Cyclophane wurden im Jahre 1949 von Brown und Farthing synthetisiert 6 und von Donald J Cram und H Steinberg in den fruhen 1950er Jahren eingehend untersucht 7 Die ersten Ferrocenophane wurden von Luttringhaus und Kullik in den spaten 1950er Jahren synthetisiert 8 Eigenschaften und Verwendung Bearbeiten nbsp 2 2 ParacyclophanPhane zeichnen sich durch ungewohnliche chemische und physikalische Eigenschaften wie zum Beispiel eine hohe Reaktivitat hohe Ringspannung Chiralitat und von der Norm abweichende Molekulparameter aus Wegen ihrer besonderen geometrischen Struktur sind Cyclophane ausgezeichnete Grundbausteine der supramolekularen Chemie Der einfachste Vertreter eines Cyclophan ware ein Benzolring mit einem Alkan als Brucke Das bekannteste Cyclophan ist das 2 2 Paracyclophan welches Anfang der 1970er Jahre von Brown und Farthing aus Polymeren extrahiert wurde 9 Es kann uber Pyrolyse von p Xylol Swarc Pyrolyse Hofmann Eliminierung oder Wurtz Kupplung dargestellt werden 1 Auch andere Verfahren zur Herstellung von Cyclophanen z B Flash Vakuum Pyrolyse zur Herstellung von 3 3 Cyclophan sind moglich Da makrocyclische Cyclophane rohrenartige Strukturen bilden konnen konnen sie kleinere Molekule aufnehmen und so als Transporter dienen 10 Dem ahnlich konnen auch Cryptophane die durch kovalente Verknupfung zweier Cyclotriveratryleneinheiten entstehen als Container fur andere Molekule dienen Sie gehoren damit zu den Einschluss bzw Kafigverbindungen In der Natur kommen einige Cyclophane in Actinomyceten z B in Form von Rifampicin und Rifabutin und Blaualge z B Nostocyclophane vor Literatur BearbeitenFritz Vogtle Cyclophanchemie Synthesen Strukturen Reaktionen Teubner Studienbucher 1990 ISBN 978 3 519 03508 4 Caroline Berns Synthese und biologische Prufung funktionalisierter Cyclophane verschiedener Ringgrossen als Oxaanaloga zytotoxischer Naturstoffe Munchen 2004 DNB 971997632 urn nbn de bvb 19 21774 Dissertation Universitat Munchen W H Powell Phane nomenclature I Phane parent names IUPAC Recommendations 1998 In Pure and Applied Chemistry Band 70 Nr 8 1998 doi 10 1351 pac199870081513 freier Volltext H A Favre D Hellwinkel W H Powell H A Smith Jr S S C Tsay Phane nomenclature Part II Modification of the degree of hydrogenation and substitution derivatives of phane parent hydrides IUPAC Recommendations 2002 In Pure and Applied Chemistry Band 74 Nr 5 2002 doi 10 1351 pac200274050809 freier Volltext Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Cyclophane Sammlung von Bildern und Videos Uni Kaiserslautern Wirt Gast Systeme Cyclophane The World of CyclophanesSiehe auch BearbeitenCatenane Rotaxane MetalloceneEinzelnachweise Bearbeiten a b c Muxin Han Vanessa Maria Brake 1 2 Vorlage Toter Link werz chemie uni goettingen de Cyclophane Eigenschaften Synthesen Reaktionen Seite nicht mehr abrufbar festgestellt im November 2017 Suche in Webarchiven 1 2 Vorlage Toter Link werz chemie uni goettingen de Seite nicht mehr abrufbar festgestellt im Mai 2019 Suche in Webarchiven nbsp Info Der Link wurde automatisch als defekt markiert Bitte prufe den Link gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis Uni Gottingen PDF 204 kB Molekulare Asthetik Brezeln Brucken Bembel Kruge Kafige und Kronen PDF 2 3 MB Eintrag zu Ansa compounds In IUPAC Hrsg Compendium of Chemical Terminology The Gold Book doi 10 1351 goldbook A00374 Version 2 3 1 Dieter Hellwinkel Die Systematische Nomenklatur Der Organischen Chemie Eine Gebrauchsanweisung S 69ff ISBN 978 3 540 26411 8 Horst Prinzbach Erinnerungen an Arthur Luttringhaus 1906 1992 In European Journal of Organic Chemistry 1998 1998 S 735 doi 10 1002 SICI 1099 0690 199804 1998 4 lt 735 AID EJOC735 gt 3 0 CO 2 N C J Brown A C Farthing Nature London 1949 164 S 915 Donald J Cram et H Steinberg J Am Chem Soc 1951 73 S 5691 5704 A Luttringhaus W Kullick Ansa Ferrocene In Angewandte Chemie 70 1958 S 438 doi 10 1002 ange 19580701407 Henning Hopf Mehrfach uberbruckte Cyclophane In Nachrichten aus Chemie Technik und Laboratorium 28 1980 S 311 doi 10 1002 nadc 19800280505 Tetsuo Iwanaga Ryoma Nakamoto u a Cyclophanes within Cyclophanes The Synthesis of a Pyromellitic Diimide Based Macrocycle as a Structural Unit in a Molecular Tube and Its Inclusion Phenomena In Angewandte Chemie International Edition 45 2006 S 3643 doi 10 1002 anie 200504499 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Phane amp oldid 238003808