Олімпіцен

Олімпіцен

Структурна формула олімпіцену

Кульково-стержнева модель олімпіцену
Ідентифікатори
Номер CAS 191-33-3
PubChem 10977566
SMILES C1C=C2C=CC3=C4C2=C5C1=CC=CC5=CC4=CC=C3
InChI InChI=1S/C19H12/c1-3-12-7-9-14-10-8-13-4-2-6-16-11-15(5-1)17(12)19(14)18(13)16/h1-10H,11H2
Властивості
Молекулярна формула C19H12
Молярна маса 240,3 г/моль
Зовнішній вигляд білий порошок
Густина 1.28 г/см3
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Олімпіцен — це органічна молекула на основі вуглецю, утворена з п’яти кілець, чотири з яких є бензеновими, з’єднаними у формі олімпійських кілець.

Молекула була задумана Гремом Річардсом з Оксфордського університету та Ентоні Вільямсом у березні 2010 року як спосіб святкування Олімпійських ігор у Лондоні 2012 року. Його вперше синтезували дослідники Аніш Містрі та Девід Фокс з Університету Ворвіка у Великобританії.[1][2][3] Відносні енергії олімпіцену та його ізомерів були вперше передбачені на основі обчислень квантової електронної структури Ендрю Валентином і Девідом Мазіотті з Чиказького університету.[4]

Підрахунок електронів

Олімпіцен має 18 пі-електронів у своїй кільцевій системі; оскільки це пласка молекула, це робить її ароматичною молекулою. Центральне кільце не є ароматичним.

Споріднені сполуки

Дуже подібна молекула (бензо[c]фенантрен), у якій відсутній спейсер -CH2- між двома сторонами молекули, була відома протягом багатьох років.[5] Ця попередня молекула була вивчена за допомогою рентгенівської кристалографії, і через стеричний конфлікт між двома атомами водню молекула не є пласкою.[6] Цілком імовірно, що олімпіцен більш плаский, оскільки між двома кільцями немає стеричного зіткнення.

Молекула, де спейсер -CH2- був замінений кетоновою (C=O) групою (нафтантрон), була відома протягом десятиліть.[7] Молекули, в яких спейсер CH2 був замінений атомами кисню та сірки, відомі вже деякий час.[8] Сполука сірки має кут C-S-C 104,53°, що свідчить про те, що атом сірки є гібридизованим атомом sp3, а не sp2. Це свідчить про те, що атом сірки не є частиною пі-системи молекули.

Олімпійські кільця, що демонструють взаємозв'язок

Професор сер Мартін Поляков з Ноттінгемського університету зазначив, що олімпійські кільця пов’язані між собою, а не дотичні, як в олімпіцені, і що кращу схожість можна зробити за допомогою катенанів. Олімпійська молекула на основі катенану була синтезована в 1994 році Фрейзером Стоддартом і отримала назву олімпіадан.[9]

Синтез

Синтез починається з використанням реакції Віттіга піренкарбоксальдегіду. Щоб отримати необхідний ілід, спочатку трифенілфосфін взаємодіє з етилбромацетатом з утворенням фосфонієвої солі; після обробки цієї солі м’якою основою ілід може вступати в реакцію з альдегідом у толуені. Після гідрування альфа, бета ненасиченої карбонільної сполуки за допомогою водню та паладію в етилацетаті естер перетворювали на ангідрид хлору за допомогою гідроксиду калію, кислоти, а потім тіонілхлориду. [невдала перевірка] За допомогою реакції Фріделя–Крафтса з використанням хлориду алюмінію в дихлорометані утворився кетон. При відновленні цього кетону за допомогою алюмогідриду літію було отримано спирт 3,4-дигідро-5Н-бензо[cd]пірен-5-ол, який був оброблений кислотою у формі іонообмінної смоли для отримання продукту.[10]

Зображення

Попередні його зображення були зроблені за допомогою скануючої тунельної мікроскопії. Більш детальні зображення були зроблені дослідниками IBM у Цюріху за допомогою безконтактної атомно-силової мікроскопії в 2012 році.[11][12]

Дивись також

Список літератури

  1. ↑ Williams, A. J. (27 травня 2012). The Story of Olympicene from Concept to Completion. ChemConnector. Royal Society of Chemistry. Архів оригіналу за 13 квітня 2019. Процитовано 28 травня 2012.
  2. ↑ Mistry, A. (31 травня 2012). Dehydration of 3,4-dihydro-5H-Benzo[cd]pyren-5-ol; 6H-Benzo[cd]pyrene. ChemSpider. Royal Society of Chemistry. doi:10.1039/SP542. Процитовано 3 січня 2016.
  3. ↑ Williams, A. J. (14 березня 2012). Step by Step to the Synthesis of Olympicene. ChemConnector. Royal Society of Chemistry. Архів оригіналу за 13 квітня 2019. Процитовано 6 червня 2012.
  4. ↑ Valentine, A. J. S.; Mazziotti, D. A. (2013). Theoretical Prediction of the Structures and Energies of Olympicene and its Isomers. J. Phys. Chem. A. 117 (39): 9746—9752. Bibcode:2013JPCA..117.9746V. doi:10.1021/jp312384b. PMID 23510393.
  5. ↑ Cook, J. W. (1931). CCCL – Polycyclic aromatic hydrocarbons. Part VI. 3 : 4-Benzphenanthrene and its quinone. J. Chem. Soc.: 2524—2528. doi:10.1039/jr9310002524.
  6. ↑ Hirshfled, F. L.; Sandler, S.; Schmidt, G. M. J. (1963). 398. The structure of overcrowded aromatic compounds. Part VI. The crystal structure of benzo[c]phenanthrene and of 1,12-dimethylbenzo[c]phenanthrene. J. Chem. Soc.: 2108—2125. doi:10.1039/jr9630002108.
  7. ↑ Fujisawa, S.; Oonishi, I.; Aoki, J.; Iwashima, S. (1976). The Crystal and Molecular Structure of Naphthanthrone. Bull. Chem. Soc. Jpn. 49 (12): 3454—3456. doi:10.1246/bcsj.49.3454.
  8. ↑ Donovan, P. M.; Scott, L. T. (2004). Elaboration of diaryl ketones into naphthalenes fused on two or four sides: A naphthoannulation procedure. J. Am. Chem. Soc. 126 (10): 3108—3112. doi:10.1021/ja038254i. PMID 15012140.
  9. ↑ The Problem with Olympicene at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
  10. ↑ Mistry, A.; Moreton, B.; Schuler, B.; Mohn, F.; Meyer, G.; Gross, L.; Williams, A.J.; Scott, P.; Costantini, G. (2014). The Synthesis and STM/AFM Imaging of 'Olympicene' Benzo[cd]pyrenes. Chemistry: A European Journal. 21 (5): 2011—2018. doi:10.1002/chem.201404877. PMID 25469908.
  11. ↑ Palmer, J. (28 травня 2012). 'Olympic rings' molecule olympicene in striking image. BBC News. Процитовано 3 січня 2016.
  12. ↑ Olympicene: Doodle to Stunning image of smallest possible 5 rings. IBM Research. 28 травня 2012. Процитовано 28 травня 2012.