Cyclooctatetraen

Cyclooctatetraen (COT) ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Gruppe der cyclischen Kohlenwasserstoffe. Die Verbindung mit der Summenformel C₈H₈ besitzt vier konjugierte C=C-Doppelbindungen.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Cyclooctatetraen
Andere Namen	COT Cycloocta-1,3,5,7-tetraen [8]Annulen
Summenformel	C8H8
Kurzbeschreibung	gelbe Flüssigkeit[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 629-20-9 EG-Nummer 211-080-3 ECHA-InfoCard 100.010.074 PubChem 637866 Wikidata Q900926
Eigenschaften
Molare Masse	104,15 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,93 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	−5 – −3 °C[1]
Siedepunkt	142–143 °C[1]
Dampfdruck	10,5 mBar (25 °C)[2]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[2] löslich in Ethanol, Diethylether, Aceton und Benzol[3]
Brechungsindex	1,5381 (20 °C)[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 225​‐​304​‐​315​‐​319​‐​335​‐​412 EUH: 208 P: 210​‐​273​‐​301+310​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​331[1]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Im Gegensatz zu Benzol (C₆H₆) zählt COT nicht zu den aromatischen Kohlenwasserstoffen, da es aufgrund der Anzahl seiner π-Elektronen nicht der Hückel-Regel entspricht und auch nicht planar ist, sondern Wannenform aufweist.

Dreidimensionale Gerüstformel in all-(Z)-Konfiguration
mit sichtbarer Wannenkonformation

Somit ist Cyclooctatetraen weder ein Aromat, noch ein Antiaromat.^[4] Durch die fehlende aromatische Stabilisierung ist es eher den gewöhnlichen Polyenen vergleichbar, allerdings aufgrund der durch die Ringspannung verursachten Bindungswinkeldeformation von erhöhter Reaktivität.

Das wannenförmige COT-Molekül kann als Chelatligand – ähnlich wie 1,5-Cyclooctadien (COD) – Metallkomplexe bilden. Durch die Aufnahme von zwei Elektronen, z. B. durch Übertragung von einem Metall, wird aus dem COT das planare, aromatische Cyclooctatetraenyl-Anion C₈H₈²⁻ mit zehn π-Elektronen und erfüllt damit die Hückel-Regel. Ein bekanntes Beispiel für einen Komplex mit planaren Cyclooctatetraenyl-Liganden ist das Uranocen.

Vorkommen

COT wurde in Tabakrauch nachgewiesen.^[5]

Darstellung

• COT wurde erstmals 1905 von Richard Willstätter aus Pseudopelletierin synthetisiert.^[6]

• Die gängigste Synthese von COT erfolgt nach einem katalytischen Verfahren von Walter Reppe durch Cyclotetramerisierung von Ethin.^[7]

• Eine weitere Synthese geht vom Cuban aus. In Gegenwart von Rhodiumkatalysatoren wird zunächst das syn-Tricyclooctadien gebildet, welches anschließend thermisch bei 50–60 °C zum Cyclooctatetraen umgewandelt werden kann.^[8]

Eigenschaften

Durch Erhitzen von Cyclooctatetraen 1 auf 100 °C erhält man ein Gemisch der beiden dimeren C₁₆H₁₆-Verbindungen 2 und 3. Das Dimer 2 (Schmelzpunkt 53 °C) entsteht durch eine Diels-Alder-Reaktion zweier Moleküle Cyclooctatetraen (1). Diese Reaktion ist bei hoher Temperatur teilweise reversibel. In einem zweiten Schritt lagert sich 2 in das Dimer 3 (Schmelzpunkt 76 °C) um.^[9]

Aus der pentacyclischen Verbindung 3, die ein Homotropiliden-Strukturelement aufweist, erhält man durch UV-Bestrahlung unter Abspaltung von Benzol 5 den C₁₀H₁₀-Kohlenwasserstoff Bullvalen 4.^[10]

Cyclooctatetraen findet Verwendung bei der Synthese von Korksäure und Cyclooctan.^[11]