Πενταλένιο

Το πεντάλένιο ή δικυκλο[3.3.0]οκτατετραένιο-1,3,5,7 είναι ένας δικυκλικός υδρογονάνθρακας που το μόριό του αποτελείται από δυο συμπυκνωμένους (δηλαδή με μια κοινή πλευρά) κυκλοπενταδιενικούς δακτυλίους. Είναι μια αντιαρωματική ένωση, αφού είναι ενιαίο επίπεδο σύστημα με 4 συζυγείς π δεσμούς.

Πενταλένιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Πενταλένιο
Άλλες ονομασίες	Δικυκλο[3.3.0]οκτατετραένιο-1,3,5,7
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C8H6
Μοριακή μάζα	102,133 amu
Αριθμός CAS	250-25-9
SMILES	c1cc2cccc2c1
InChI	1/C8H6/c1-3-7-5-2-6-8(7)4-1/h1-6H
PubChem CID	5460726
Δομή
Μοριακή γεωμετρία	επίπεδη
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	32 (τουλάχιστον)
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Ισομέρεια

• Με βάση το χημικό τύπο του, C₈H₆, έχει τουλάχιστον τα ακόλουθα ισομερή θέσης:΅

1. Οκτατριένιο-1,3,5, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₃CH₂C ≡ CC ≡ CC ≡ CH.
2. Οκτατριένιο-1,3,6, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₃C ≡ CCH₂C ≡ CC ≡ CH.
3. Οκτατριένιο-1,3,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH₂CH₂C ≡ CC ≡ CH.
4. Οκτατριένιο-1,4,6, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₃C ≡ CC ≡ CCH₂C ≡ CH.
5. Οκτατριένιο-1,4,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH₂C ≡ CCH₂C ≡ CH.
6. Οκτατριένιο-2,4,6, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₃C ≡ CC ≡ CC ≡ CCH₃.
7. Οκταδιεν-1,2-διίνιο-4,6, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₃C ≡ CC ≡ CCΗ=C=CH₂.
8. Οκταδιεν-1,2-διίνιο-4,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH₂C ≡ CCΗ=C=CH₂.
9. Οκταδιεν-1,2-διίνιο-5,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH₂C ≡ CCΗ=C=CH₂.
10. Οκταδιεν-1,2-διίνιο-5,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CC ≡ CCH₂CΗ=C=CH₂.
11. Οκταδιεν-1,3-διίνιο-5,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CC ≡ CCH=CΗCH=CH₂ (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
12. Οκταδιεν-1,5-διίνιο-3,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH=CΗC ≡ CCH=CH₂ (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
13. Οκταδιεν-3,5-διίνιο-1,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH=CΗCH=CHC ≡ CH (σε τέσσερα (4) γεωμετρικά ισομερή).
14. Οκταδιεν-5,6-διίνιο-1,3, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CC ≡ CCH=C=CΗCH₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
15. Οκταδιεν-3,4-διίνιο-1,6, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH=C=CΗC ≡ CCH₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
16. Οκταδιεν-3,4-διίνιο-1,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH=C=CΗCH₂C ≡ CΗ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
17. Μεθυλεπταδιενοδιίνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο: ΗC ≡ CC ≡ CC(CH₃)=C=CH₂.
18. Οκτατετραεν-1,2,3,4-ίνιο-6, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₃C ≡ CCΗ=C=C=C=CH₂.
19. Οκτατετραεν-1,2,3,4-ίνιο-7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH₂CΗ=C=C=C=CH₂.
20. Οκτατετραεν-1,2,3,5-ίνιο-7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH=CΗCH=C=C=CH₂ (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
21. Οκτατετραεν-1,2,4,5-ίνιο-7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH=C=CHCH=C=CH₂ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
22. Οκτατετραεν-1,2,4,5-ίνιο-7, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH=C=C=CHCΗ=CH₂ (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
23. Οκτατετραεν-3,4,5,6-ίνιο-1, με σύντομο συντακτικό τύπο: HC ≡ CCH=C=C=C=CΗCH₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
24. Οκτατετραεν-1,2,3,7-ίνιο-5, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₂=CΗC ≡ CCH=C=C=CH₂.
25. Οκτατετραεν-1,2,6,7-ίνιο-4, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₂=C=CHC ≡ CCH=C=CH₂.
26. Μεθυλεπτατετραενίνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο: ΗC ≡ CC(CH₃)=C=C=C=CH₂.
27. Οκτεξαένιο-1,2,3,4,5,6, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₃CΗ=C=C=C=C=C=CH₂.
28. Οκτεξαένιο-1,2,3,4,5,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₂=CΗCΗ=C=C=C=C=CH₂.
29. Οκτεξαένιο-1,2,3,4,6,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₂=C=CΗCΗ=C=C=C=CH₂.
30. Οκτεξαένιο-1,2,3,5,6,7, με σύντομο συντακτικό τύπο: CH₂=C=C=CHCH=C=C=CH₂.
31. Φαινυλακετυλένιο, με σύντομο συντακτικό τύπο: PhC ≡ CH.
32. Βενζοκυκλοβουταδιένιο, με γραμμικό τύπο: .

Δομή

Δεσμοί[1]
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp2-1s	106 pm	3% C- H+
C-C	σ	2sp2-2sp2	147 pm
C#1...C#5	π[2]	2p-2p	147 pm
C#1,#5,#1'...#3'	π[2]	2p-2p	147 pm
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
C#3-#5,#1'-#3'	-0,03
C#1,#2	0,00
H	+0,03

Παραγωγή

Μέθοδος Grignard

Από 1-αλο-5-(3'-αλοπροπυλιδενο)κυκλοπενταδιένιο-1,3, με τη μέθοδο Grignard, παράγεται πενταλένιο^[3]:

1-αλο-5-(3'-αλοπροπυλιδενο)κυκλοπενταδιένιο-1,3 ${\displaystyle \mathrm {+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}} }$ 1-αλομαγνησιο-5-(3'-αλοπροπυλιδενο)κυκλοπενταδιένιο-1,3 ${\displaystyle \mathrm {{\xrightarrow {}}MgX_{2}+} }$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Διμερισμός

Διμερίζεται τάχιστα, ακόμη και στη θερμοκρασία των -100 °C παράγοντας πεντακυκλο(7,5,0,0^(2,9),0^(4,8),0^(12,16)δεκαεξαεξαένιο-3,5,7,11,13,15, που είναι σταθερότερη ένωση^[4][5]:

${\displaystyle \mathrm {2} }$ ${\displaystyle \mathrm {\xrightarrow {}} }$ Πεντακυκλο(7,5,0,0^(2,9),0^(4,8),0^(12,16)δεκαεξαεξαένιο-3,5,7,11,13,15]

Άλας με λίθιο

Με επίδραση βουτυλολιθίου παράγει σταθερό διλίθιο άλας, γιατί το διανιόν του πενταλενίου (^2-) έχει 10 π ηλεκτρόνια και άρα είναι ένα αρωματικό σύστημα^[6]:

${\displaystyle \mathrm {+2CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}Li{\xrightarrow {}}2CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}+Li_{2}[} }$ ${\displaystyle \mathrm {]} }$.

• Η ένωση αυτή πρωτοαπομονώθηκε το 1962, δηλαδή πριν από το ίδιο το πενταλένιο, που ανακαλύφθηκε το 1997.
• Το διανιόν μετέχει επίσης ως συναρμωτής σε έναν αριθμό ενώσεων συναρμογής με άλλα μέταλλα ή και με άλλους συναρμωτές.

Σημειώσεις και αναφορές

1. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of the Elements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
2. Δεσμός 5 κέντρων και 5 ηλεκτρονίων
3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 ,σελ. 359, §16.4.5.
4. Carey, Francis A.; Sundberg, Richard J.; (1984). Advanced Organic Chemistry Part A Structure and Mechanisms (2nd ed.). New York N.Y.: Plenum Press. ISBN 0-306-41198-9.
5. Bally T., Chai S., Neuenschwander M., Zhu Z. (1997). «Pentalene: Formation, Electronic, and Vibrational Structure» (reprint). J. Am. Chem. Soc. 119: 1869–1875(7). doi:10.1021/ja963439t. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2007-03-15. https://web.archive.org/web/20070315163804/http://www-chem.unifr.ch/tb/bally/pdf/pentalene.pdf. Ανακτήθηκε στις 2011-03-20.
6. The Pentalenyl Dianion Thomas J. Katz, Michael Rosenberger J. Am. Chem. Soc.; 1962; 84(5); 865-866.

   doi:10.1021/ja00864a038

Πηγές

• Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
• Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
• SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
• Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982