Dicyklopentadien, zkráceně DCPD, je tricyklickýuhlovodík se vzorcem C10H12, za pokojové teploty voskovitá pevná látka bílé barvy (méně čisté vzorky mohou být nažloutlé). Čistá látka vykazuje pach podobný kafru, při menší čistotě se objevuje štiplavý zápach.
Dicyklopentadien je jedním z vedlejších produktů výroby ethenu z ropy. Hlavní využití má v umělých, například nenasycenýchpolyesterových, pryskyřicích. Bývá též složkou inkoustů, lepidel, a barev.
DPCD objevil Henry Roscoe, jako uhlovodík se vzorcem C10H12, mezi produkty pyrolýzyfenolu; nedokázal určit jeho strukturu (což se podařilo v následujícím desetiletí), ale správně předpokládal, že půjde o dimer některé ze sloučenin o vzorci C5H6.[2]
Historie a struktura
Mnoho let se předpokládalo, že dicyklopentadien vytváří spojením dvou podjednotek kruh, který je obdobou cyklobutanového. Skutečná struktura byla nalezena v roce 1931.[3]
Samovolná dimerizace vede za pokojové teploty za 24 hodin k přeměně přibližně 50 % cyklopentadienu na dicyklopentadien, s převahou endo-izomeru (který je kineticky výhodnější) v poměru 99:1 (při 80 °C je poměr endo:exo okolo 150:1);[4] delší zahřívání ale vede k izomerizaci na exo-dicyklopentadien. Čistý exo-izomer lze připravit eliminační reakcí hydrojod-exo-dicyklopentadienu v zásaditém prostředí.[5]
Exo-izomer je termodynamicky zhruba o 3 kJ/mol stálejší než endo-izomer.[6] Také má nižší teplotu tání, 19 °C.[7]
Reakce
Za teplot nad 150 °C se dicyklopentadien zpětnou Dielsovou–Alderovou reakcí rozkládá na cyklopentadien; reakce je vratná a při pokojové teplotě se cyklopentadien v řádu hodin mění zpět na dicyklopentadien. Cyklopentadien lze využít v Dielsových–Alderových reakcích a také na přípravu metalocenů; není komerčně dostupný jako monomer, protože rychle vytváří dicyklopentadien; je tak nutné jej připravovat zahříváním dimeru a oddestilováváním monomeru krátce před použitím.
Za teplot nad 125 °C je u plynného dicyklopentadienu rozklad na cyklopentadien termodynamicky výhodný; rovnovážná konstantaKd má při 149 °C hodnotu 277 a při 195 °C činí 2200.[8]Kd za 25 °C se odhaduje řádově na 10–4, štěpení je tak nevýhodné. Záporné hodnoty ΔH° a ΔS° za vysokých teplot upřednostňují disociaci.
↑Rui Xu, Jennifer N. Jocz, Lisa K. Wiest, Sarath C. Sarngadharan, Maria Milina, John S. Coleman, Larry L. Iaccino, Pamela Pollet, Carsten Sievers, Charles L. Liotta. Cyclopentadiene Dimerization Kinetics in the Presence of C5 Alkenes and Alkadienes. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2019-09-05, s. 22516-22525. ISSN0888-5885. DOI10.1021/acs.iecr.9b04018.
↑Adithyaram Narayan; Beibei Wang; Ilse Belen Nava Medina; M. Sam Mannan; Zhengdong Cheng; Qingsheng Wang. Prediction of heat of formation for exo-Dicyclopentadiene. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2016, s. 433–439. ISSN0950-4230. DOI10.1016/j.jlp.2016.10.015.
↑Xiaofang Li; Zhaomin Hou. Scandium-Catalyzed Copolymerization of Ethylene with Dicyclopentadiene and Terpolymerization of Ethylene, Dicyclopentadiene, and Styrene. Macromolecules. 2005, s. 6767. DOI10.1021/ma051323o. Bibcode2005MaMol..38.6767L.
↑SCHLEYER, Paul von R.; DONALDSON, M. M.; NICHOLAS, R. D.; CUPAS, C. Adamantane. Org. Synth.. 1973. Dostupné online.Je zde použita šablona {{Citation}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.; Coll. Vol.. S. 16.Je zde použita šablona {{Citation}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.Je zde použita šablona {{OrgSynth}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.