Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.
A prizmán vagy Ladenburg-benzoltöbbgyűrűsszénhidrogén, képlete C6H6. A benzolizomerje, pontosabban egyik kötési izomerje. A benzolnál jóval kevésbé stabil. Molekulájában a szénatomok (és a hidrogének is) egy háromszög alapú hasáb (prizma) hat csúcsán helyezkednek el. Ez a prizmánok csoportjának névadója és legegyszerűbb képviselője. Ezt a felépítést Albert Ladenburg az akkor még ismeretlen szerkezetű benzolra javasolta.[2] Első szintézisét 1973-ban valósították meg.[3]
Történeti áttekintés
A XIX. század közepén a kutatók több lehetséges szerkezetet is javasoltak a benzolra, mely megfelelt az égetéses elemzéssel kapott C6H6 összegképletnek. Ezek közül az első, Kekulé által 1865-ben megadott szerkezet bizonyult később a benzol tényleges szerkezetéhez legközelebb állónak. Mások is próbáltak az összegképletnek megfelelő szerkezeteket javasolni, például Ladenburg a prizmánt, Dewar a Dewar-benzolt, Koerner és Claus a Claus-benzolt. Ezen szerkezetek egy részét a későbbi évek folyamán elő is állították. A prizmánt – a benzol többi feltételezett szerkezetéhez hasonlóan – gyakran említik a szakirodalomban, mivel része volt annak a rögös útnak, amely elvezetett a benzol mezomer szerkezetének és a rezonanciának a megértéséhez. A számítógépes kémia némelyik művelője még mindig kutatja a C6H6 lehetséges izomerjei közötti különbségeket.[4]
Tulajdonságai
Szobahőmérsékleten színtelen folyadék. Molekulájában a szén-szén kötésszög a háromszögeken belül a szokásos 109° helyett 60°, ami a ciklopropánhoz hasonlóan nagy gyűrűfeszültséget okoz. A szénhidrogének esetében szokatlan módon robbanásveszélyes vegyület. A feszült gyűrűszerkezet miatt a kötési energiák nem túl nagyok, kis aktiválási energia hatására felszakadnak, emiatt előállítása sem egyszerű. Woodward és Hoffmann megállapította, hogy a prizmán hő hatására benzollá történő átrendeződése szimmetria tiltott, ahhoz hasonlítva a helyzetet, mint amikor „egy dühödt tigris nem tud kitörni egy papírketrecből”. A feszült szerkezet és a benzol aromás rendszerének stabilizáló hatása miatt a prizmán a becslések szerint 90 kcal/mol energiával kevésbé stabil a benzolhoz képest, de ennek az erősen exoterm átalakulásnak az aktiválási energiája meglepően magas, 33 kcal/mol, így a vegyület szobahőmérsékleten állandó.[5]
Szubsztituált származéka, a hexametilprizmán (melyben mind a hat hidrogént metilcsoport helyettesíti) stabilabb, ezt a vegyületet 1966-ban állították elő átrendeződési reakciókkal.[6]
A szintézise benzvalénből (1) és az erős dienofil 4-fenil-1,2,4-triazol-3,5-dion-ból (2) indul ki. A reakció karbokation köztiterméken át végbemenő, lépcsőzetes Diels–Alder-szerű reakció. A kapott adduktumot (3) ezután bázisos körülmények között hidrolizálják, majd savas réz(II)-kloriddal annak származékává alakítják. Erős bázissal történő semlegesítés után egy azovegyület (5) kristályosítható ki, a kitermelés 65%-os. Az utolsó lépésben az azovegyület fotolízisével kettős gyök jön létre, melyből prizmán (6) és nitrogén keletkezik, a kitermelés 10% alatti. A vegyületet preparatív gázkromatográfiával különítették el.
↑ (2002) „A computational study of the valence isomers of benzene and their group V hetero analogs”. New J. Chem.26 (3), 347–353. o. DOI:10.1039/b109067d.
↑ (1969) „The Conservation of Orbital Symmetry”. Angewandte Chemie International Edition in English8 (11), 781–853. o. DOI:10.1002/anie.196907811.
↑ (1973) „Synthesis of prismane”. Journal of the American Chemical Society95 (8), 2738. o. DOI:10.1021/ja00789a084.
↑ (1971) „Benzvalene synthesis”. Journal of the American Chemical Society93 (15), 3782. o. DOI:10.1021/ja00744a045.
Fordítás
Ez a szócikk részben vagy egészben a Prismane című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
