Bullvalène

Bullvalène
Structure du bullvalène.
Identification
Nom UICPA	Tricyclo[3.3.2.0^2,8]déca-3,6,9-triène
N^o CAS	1005-51-2
PubChem	136796
SMILES	C1=CC2C3C2C=CC1C=C3 PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/C10H10/c1-4-8-9-5-2-7(1)3-6-10(8)9/h1-10H Std. InChIKey : UKFBVTJTKMSPMI-UHFFFAOYSA-N
Propriétés chimiques
Formule	C10H10  [Isomères]
Masse molaire[1]	130,186 4 ± 0,008 7 g/mol C 92,26 %, H 7,74 %,
Propriétés physiques
T° fusion	96 °C[2]
T° ébullition	400 °C (décomposition en naphtalène et hydrogène)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le bullvalène est un hydrocarbure polycylique insaturé de formule brute C₁₀H₁₀. La molécule se présente comme un cycle cyclopropane lié à un groupe méthine CH par trois ponts vinylène −CH=CH− pour former une structure tricyclique tridimensionnelle particulièrement stable. La substance se présente sous la forme d'un solide blanc cristallisé fondant à 96 °C et se décomposant vers 400 °C en naphtalène et hydrogène.

La stabilité de cette molécule réside dans son isomérie de valence (en), en l'occurrence un réarrangement [3,3]-sigmatropique appelé réarrangement de Cope, qui conduit à passer d'une molécule de bullvalène à une autre molécule de bullvalène dans laquelle le cycle cyclopropane fait intervenir d'autres atomes que la molécule initiale après passage par un cycle intermédiaire à six atomes de carbone.

• 
  Réarrangement de Cope dans le bullvalène.

Les réarrangements de Cope entre plus de 1,2 million d'isomères de valence (exactement ^1⁄₃ × 10! = 1 209 600 possibilités) sont si rapides à partir de 100 °C que le spectre par RMN du proton ne donne plus qu'un unique signal net à 4,2 ppm[3], indiquant que les atomes d'hydrogène de la molécule sont tous équivalents à ces températures.

On peut l'obtenir à partir du cyclooctatétraène (1) par chauffage, ce qui donne un mélange de deux hydrocarbures polycycliques insaturés (2 et 3)[4], l'espèce pentacyclique (3) donnant du bullvalène (4) et du benzène (5) par réaction photochimique aux ultraviolets[5] :

• 
  Conversion du cyclooctatétraène en bullvalène[4],[5].

Notes et références

1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. (en) « Tricyclo[3.3.2.02,8]deca-3,6,9-triene », sur https://commonchemistry.cas.org/, Chemical Abstracts Service (consulté le 8 septembre 2024).
3. (en) Martin Saunders, « Measurement of the rate of rearrangement of bullvalene », Tetrahedron Letters, vol. 4, n^o 25,‎ 1963, p. 1699-1702 (DOI 10.1016/S0040-4039(01)90897-4, lire en ligne).
4. (de) Gerhard Schröder, « Die Eigenschaften zweier dimerer Cyclooctatetraene vom Schmp. 53 und 76° », Chemische Berichte, vol. 97, n^o 11,‎ novembre 1964, p. 3131-3139 (DOI 10.1002/cber.19640971124, lire en ligne).
5. (de) Gerhard Schröder, « Synthese und Eigenschaften von Tricyclo[ 3.3.2.0^4.6]decatrien-(2.7.9) ^2.3)(Bullvalen) », Chemische Berichte, vol. 97, n^o 11,‎ novembre 1964, p. 3140-3149 (DOI 10.1002/cber.19640971125, lire en ligne).