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| 名前 | |||
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| 推奨されるIUPAC名
シクロペンタ-1,3-ジエン | |||
| その他の名前
1,3-シクロペンタジエン[1]
ピロペンチレン[2] | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| 略語 | CPD、HCp | ||
| 471171 | |||
| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.008.033 | ||
| EC番号 |
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| 1311 | |||
| メッシュ | 1,3-シクロペンタジエン | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| Ｃ5Ｈ6 | |||
| モル質量 | 66.103 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 無色の液体 | ||
| 臭い | 刺激性、テルペン様[1] | ||
| 密度 | 0.802グラム/ cm3 | ||
| 融点 | −90 °C; −130 °F; 183 K | ||
| 沸点 | 39～43℃、102～109℉、312～316K | ||
| 不溶性[1] | |||
| 蒸気圧 | 400 mmHg（53 kPa）[1] | ||
| 酸性度（p Ka） | 16 | ||
| 共役塩基 | シクロペンタジエニルアニオン | ||
磁化率（χ）
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−44.5 × 10 −6 cm 3 /モル | ||
屈折率( n D )
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1.44（20℃）[3] | ||
| 構造 | |||
| 平面[4] | |||
| 0.419D [ 3] | |||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
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115.3 J/(モル·K) | ||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
182.7 J/(モル·K) | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
105.9 kJ/モル[3] | ||
| 危険 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | 25 °C (77 °F; 298 K) | ||
| 640 °C (1,184 °F; 913 K) | |||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LC 50 (中央濃度)
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14,182 ppm（ラット、2 時間） 5091 ppm（マウス、2時間）[5] | ||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 75 ppm（200 mg/m 3）[1] | ||
REL (推奨)
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TWA 75 ppm（200 mg/m 3）[1] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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750ppm [1] | ||
| 関連化合物 | |||
関連する炭化水素
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ベンゼン シクロブタジエン シクロペンテン | ||
関連化合物
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ジシクロペンタジエン | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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シクロペンタジエンは化学式C 5 H 6で表される有機化合物である。[6]シクロペンタジエニルアニオンがCp −と略されるため、CpHと略されることが多い。
この無色の液体は、強い不快な臭いがあります。室温では、この環状ジエンは 数時間かけてディールス・アルダー反応により二量化してジシクロペンタジエンになります。この二量体は加熱すると元に戻り、モノマーに なります。
この化合物は主にシクロペンテンとその誘導体の製造に使用され、有機金属化学におけるシクロペンタジエニル錯体の重要な配位子であるシクロペンタジエニルアニオン（Cp − ）の前駆体として広く使用されています。[7]
生産と反応
シクロペンタジエンの生産は、相互変換するため、通常、ジシクロペンタジエンと区別されません。これらは、コールタール（約10〜20 g/ t）およびナフサ（約14 kg/t）の水蒸気分解によって得られます。 [8]シクロペンタジエンモノマーを得るために、市販のジシクロペンタジエンを約180℃に加熱して分解します。モノマーは蒸留によって収集され、その後すぐに使用されます。[9]この際、還流する未分解の二量体を除去するために、何らかの形の分留塔を使用することをお勧めします。
シグマトロピー転位
シクロペンタジエンの水素原子は急速に[1,5]-シグマトロピーシフトを起こす。しかし、0℃では水素化物シフトは十分に遅いため、アルキル化誘導体を選択的に操作することができる。[10]
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さらに流動的なのは誘導体 C 5 H 5 E(CH 3 ) 3 (E = Si、Ge、Sn ) であり、ここではより重い元素が低い活性化障壁で炭素から炭素へ移動します。
ディールス・アルダー反応
シクロペンタジエンは、他のジエンと比較して、遷移状態のエンベロープ形状を達成するためにジエンの最小限の歪みが必要であるため、ディールス・アルダー反応において非常に反応性の高いジエンです。 [11]シクロペンタジエンは二量体化することで有名です。変換は室温で数時間で起こりますが、モノマーは-20℃で数日間保存できます。[8]
脱プロトン化
この化合物は炭化水素としては異常に酸性（p Ka = 16）であり、これは芳香族シクロペンタジエニルアニオンCの高い安定性によって説明される。
5H−
5脱プロトン化は、さまざまな塩基、典型的には水素化ナトリウム、金属ナトリウム、ブチルリチウムで達成できます。このアニオンの塩は、シクロペンタジエニドナトリウムやシクロペンタジエニドリチウムなど、市販されています。これらは、シクロペンタジエニル錯体の調製に使用されます。
メタロセン誘導体
メタロセンおよび関連するシクロペンタジエニル誘導体は精力的に研究されており、その高い安定性から有機金属化学の基礎となっている。最初に特徴付けられたメタロセンであるフェロセンは、他の多くのメタロセンと同様に、MC 5 H 5の形のアルカリ金属誘導体と遷移金属の二ハロゲン化物を組み合わせることによって製造された：[12]典型的な例として、ニッケルロセンはTHF中で塩化ニッケル(II)をシクロペンタジエニドナトリウムで処理すると形成される。[13]
- NiCl 2 + 2 NaC 5 H 5 → Ni(C 5 H 5 ) 2 + 2 NaCl
シクロペンタジエニルアニオンとシクロペンタジエン自体の両方を含む有機金属錯体が知られており、その一例はプロトン性溶媒中のロドセンモノマーから生成されるロドセン誘導体である。[14]
有機合成
これは、レオ・パケットが1982年にドデカヘドランの合成に使用した出発物質である。[15]最初のステップでは、分子を還元的に二量化してジヒドロフルバレンを得るのであって、ジシクロペンタジエンを得るための単純な付加ではない。
用途
シクロペンタジエンは、シクロペンタジエニル系触媒の前駆体として使用されるほか、主にコモノマーの前駆体として商業的に利用されています。半水素化によりシクロペンテンが得られます。ブタジエンとのディールス・アルダー反応により、 EPDM ゴムの製造におけるコモノマーであるエチリデンノルボルネンが得られます。
デリバティブ
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シクロペンタジエンは1つ以上の水素を置換し、共有結合を持つ誘導体を形成できます。
これらの置換シクロペンタジエンのほとんどは、アニオンを形成し、シクロペンタジエニル錯体に結合することもできます。
参照
参考文献
- ^ abcdefg NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0170」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ William M. Haynes (2016). CRC 化学物理ハンドブック[有機化合物の物理定数]. 第 97 巻. CRC Press/Taylor and Francis. p. 276 (3-138). ISBN 978-1498754286。
- ^ abc ウィリアム・M・ヘインズ、デビッド・R・ライド、トーマス・J・ブルーノ編（2016年）。CRC化学・物理学ハンドブック：化学・物理データのすぐに使える参考書（2016-2017年、第97版）。フロリダ州ボカラトン：CRCプレス。ISBN 978-1-4987-5428-6. OCLC 930681942.
- ^ Faustov, Valery I.; Egorov, Mikhail P.; Nefedov, Oleg M.; Molin, Yuri N. (2000). 「シクロペンタジエン、シロール、ゲルモールおよびそれらの 2,3,4,5-テトラフェニル置換類似体の電子親和力に関する Ab initio G2 および DFT 計算: ラジカルアニオンの構造、安定性、EPR パラメータ」. Phys. Chem. Chem. Phys . 2 (19): 4293–4297. Bibcode :2000PCCP....2.4293F. doi :10.1039/b005247g.
- ^ 「シクロペンタジエン」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
- ^ LeRoy H. Scharpen および Victor W. Laurie (1965)： 「シクロペンタジエンの構造」。The Journal of Chemical Physics、第 43 巻、第 8 号、2765 ～ 2766 ページ。doi :10.1063/1.1697207。
- ^ Hartwig, JF (2010).有機遷移金属化学: 結合から触媒まで。ニューヨーク、NY: University Science Books。ISBN 978-1-891389-53-5。
- ^ ab ヘニッケ、ディーター;フェディッシュ、リンゴ。クロース、ピーター。オルソン、マイケル。 「シクロペンタジエンとシクロペンテン」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a08_227。ISBN 978-3527306732。
- ^ モフェット、ロバート・ブルース (1962)。「シクロペンタジエンと 3-クロロシクロペンテン」。有機合成;全集第4巻238頁。
- ^ コーリー、EJ;ニューメキシコ州ワインシェンカー。テキサス州シャーフ;ヒューバー、W. (1969)。 「プロスタグランジン F-2a および E-2 (dl) の立体制御合成」。アメリカ化学会誌。91 (20): 5675–5677。土井：10.1021/ja01048a062。PMID 5808505。
- ^ Levandowski, Brian; Houk, Ken (2015). 「シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロヘプタジエンと対称および非対称ジエノフィルとのディールス・アルダー反応における反応性パターンの理論的分析」J. Org. Chem. 80 (7): 3530–3537. doi :10.1021/acs.joc.5b00174. PMID 25741891.
- ^ Girolami, GS ; Rauchfuss, TB; Angelici, RJ (1999).無機化学における合成と技術。ミルバレー、カリフォルニア州: University Science Books。ISBN 0-935702-48-2。
- ^ Jolly, WL (1970).無機化合物の合成と特性評価エングルウッドクリフス、ニュージャージー：Prentice-Hall. ISBN 0-13-879932-6。
- ^ Kolle, U.; Grub, J. (1985). 「ペルメチルメタロセン: 5. デカメチルルテニウムカチオンの反応」J. Organomet. Chem. 289 (1): 133–139. doi :10.1016/0022-328X(85)88034-7.
- ^ Paquette, LA ; Wyvratt, MJ (1974). 「ドミノディールス・アルダー反応。I. ポリ縮合シクロペンタノイド系の迅速な構築への応用」J. Am. Chem. Soc. 96 (14): 4671–4673. doi :10.1021/ja00821a052.
- ^ Reiners , Matthis; Ehrlich, Nico; Walter, Marc D. (2018). 「選択された遷移金属および主族化合物の合成と合成への応用」無機合成。第37巻。p. 199。doi :10.1002/ 9781119477822.ch8。ISBN 978-1-119-47782-2. S2CID 105376454。
外部リンク
- 国際化学物質安全性カード 0857
- NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド