Diciclopentadieno
 endo -diciclopentadieno (izquierda) exo -diciclopentadieno (derecha) | |
 Modelo de esferas y varillas de endo -diciclopentadieno | |
| Nombres | |
|---|---|
| Nombre IUPAC Triciclo[5.2.1.0 2,6 ]deca-3,8-dieno | |
| Otros nombres 1,3-Diciclopentadieno, Biciclopentadieno, 3a,4,7,7a-Tetrahidro-1 H -4,7-metanoindeno
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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| Abreviaturas | Departamento de policía de DC |
| 1904092 | |
| Araña química |
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| Tarjeta informativa de la ECHA | 100.000.958 |
| Número CE |
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| BARRIL |
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| Malla | Diciclopentadieno |
Identificador de centro de PubChem |
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| Número RTECS |
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| UNIVERSIDAD |
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| Número de la ONU | ONU 2048 |
Panel de control CompTox ( EPA ) |
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| Propiedades | |
| C10H12 | |
| Masa molar | 132,20 g/mol |
| Apariencia | Sólido cristalino incoloro [2] |
| Olor | parecido al alcanfor [2] |
| Densidad | 0,978 g/ cm3 |
| Punto de fusión | 32,5 °C (90,5 °F; 305,6 K) |
| Punto de ebullición | 170 °C (338 °F; 443 K) |
| 0,02% [2] | |
| Solubilidad | muy soluble en éter etílico , etanol soluble en acetona , diclorometano , acetato de etilo , n-hexano , tolueno |
| registro P | 2,78 |
| Presión de vapor | 180 Pa (20 °C) [2] |
| Peligros | |
| NFPA 704 (rombo cortafuegos) | |
| punto de inflamabilidad | 32 °C (90 °F; 305 K) |
| 503 °C (937 °F; 776 K) | |
| Límites de explosividad | 0,8%-6,3% [2] |
| NIOSH (límites de exposición a la salud en EE. UU.): | |
PEL (Permisible) | ninguno [2] |
REL (recomendado) | TWA 5 ppm (30 mg/m3 ) [ 2] |
IDLH (Peligro inmediato) | Dakota del Norte [2] |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
El diciclopentadieno , abreviado como DCPD , es un compuesto químico con la fórmula C 10 H 12 . A temperatura ambiente, es una cera blanca quebradiza, aunque las muestras de menor pureza pueden ser líquidos de color paja. El material puro huele un poco a cera de soja o alcanfor , y las muestras menos puras poseen un olor acre más fuerte. Su densidad energética es de 10,975 Wh /l. El diciclopentadieno es un compuesto coproducido en grandes cantidades en el craqueo a vapor de nafta y gasóleos para obtener etileno . El principal uso es en resinas , en particular, resinas de poliéster insaturado. También se utiliza en tintas, adhesivos y pinturas.
Los siete principales proveedores a nivel mundial juntos tenían en 2001 una capacidad anual de 179 kilotoneladas (395 millones de libras).
El DCPD fue descubierto en 1885 como un hidrocarburo C 10 H 12 entre los productos de la pirólisis del fenol por Henry Roscoe , quien no identificó la estructura (que se hizo durante la década siguiente) pero asumió con precisión que era un dímero de algún hidrocarburo C 5 H 6. [3] [4]
Historia y estructura
Durante muchos años se creyó que la estructura del diciclopentadieno presentaba un anillo de ciclobutano como resultado de la fusión entre las dos subunidades. Gracias a los esfuerzos de Alder y sus colaboradores, la estructura se dedujo en 1931. [5]
La dimerización espontánea del ciclopentadieno puro a temperatura ambiente para formar diciclopentadieno avanza hasta una conversión de alrededor del 50% durante 24 horas y produce el isómero endo en una proporción mejor que 99:1 como el producto cinéticamente favorecido (alrededor de 150:1 endo : exo a 80 °C). [6] Sin embargo, el calentamiento prolongado da como resultado la isomerización al isómero exo . El isómero exo puro se preparó primero por eliminación mediada por bases de hidroyodo- exo -diciclopentadieno. [7] Termodinámicamente, el isómero exo es aproximadamente 0,7 kcal/mol más estable que el isómero endo . [8] El isómero exo también tiene un punto de fusión informado más bajo de 19 °C. [9] Ambos isómeros son quirales.
Reacciones
Por encima de los 150 °C, el diciclopentadieno sufre una reacción de retrorreacción de Diels-Alder a una velocidad apreciable para producir ciclopentadieno . La reacción es reversible y, a temperatura ambiente, el ciclopentadieno se dimeriza en el transcurso de horas para volver a formar diciclopentadieno. El ciclopentadieno es un dieno útil en las reacciones de Diels-Alder, así como un precursor de los metalocenos en la química organometálica . No está disponible comercialmente como monómero, debido a la rápida formación de diciclopentadieno; por lo tanto, debe prepararse "craqueando" el diciclopentadieno (calentando el dímero y aislando el monómero por destilación) poco antes de que sea necesario.
Se han medido los parámetros termodinámicos de este proceso. A temperaturas superiores a aproximadamente 125 °C en la fase de vapor, la disociación al monómero de ciclopentadieno comienza a ser termodinámicamente favorecida (la constante de disociación K d = [ciclopentadieno] 2 / [diciclopentadieno] > 1 ). Por ejemplo, se encontró que los valores de K d a 149 °C y 195 °C eran 277 y 2200, respectivamente. [10] Por extrapolación, K d es del orden de 10 –4 a 25 °C, y la disociación es desfavorecida. De acuerdo con los valores negativos de Δ H ° y Δ S ° para la reacción de Diels-Alder, la disociación de diciclopentadieno es termodinámicamente más favorable a altas temperaturas. Las mediciones de la constante de equilibrio implican que Δ H ° = –18 kcal/mol y Δ S ° = –40 eu para la dimerización del ciclopentadieno. [11]
El diciclopentadieno se polimeriza . Se forman copolímeros con etileno o estireno . Participa el " doble enlace norborneno ". [12] Mediante la polimerización por metátesis por apertura de anillo se forma un homopolímero de polidiciclopentadieno .
La hidroformilación del DCP produce el dialdehído denominado dialdehído TCD (TCD = triciclodecano ). Este dialdehído puede oxidarse para formar el ácido dicarboxílico y un diol . Todos estos derivados tienen algún uso en la ciencia de los polímeros. [13]
La hidrogenación de diciclopentadieno produce tetrahidrodiciclopentadieno ( C
10yo
16), que es un componente del combustible para aviones JP-10 , [14] y se reordena en adamantano [15] [16] con cloruro de aluminio o ácido a temperatura elevada.
Referencias
- ^ Índice Merck , 11.ª edición, 2744
- ^ abcdefgh Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0204". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Levandowski, BJ; Raines, RT (2021). "Química de clic con ciclopentadieno". Chemical Reviews . 121 (12): 6777–6801. doi :10.1021/acs.chemrev.0c01055. PMC 8222071 . PMID 33651602.
- ^ Roscoe, Henry E. (1885). "Nota sobre la polimerización espontánea de hidrocarburos volátiles a temperatura atmosférica ordinaria". Journal of the Chemical Society, Transactions . 47 (0): 669–671. doi :10.1039/CT8854700669. ISSN 0368-1645.
- ^ Roberts, John D.; Sharts, Clay M. (2011). "Derivados de ciclobutano a partir de reacciones de cicloadición térmica". Organic Reactions . págs. 1–56. doi :10.1002/0471264180.or012.01. ISBN 978-0471264187.
- ^ Xu, Rui; Jocz, Jennifer N.; Más Wiest, Lisa K.; Sarngadharan, Sarath C.; Milina, María; Coleman, John S.; Iaccino, Larry L.; Pollet, Pamela; Sievers, Carsten; Liotta, Charles L. (5 de septiembre de 2019). "Cinética de dimerización de ciclopentadieno en presencia de alquenos y alcadienos C5". Investigación en química industrial y de ingeniería . 58 (50): 22516–22525. doi : 10.1021/acs.iecr.9b04018. ISSN 0888-5885. S2CID 202876152.
- ^ Bartlett, Paul D.; Goldstein, Irving S. (1 de octubre de 1947). " exo -Diciclopentadieno". Revista de la Sociedad Química Americana . 69 (10): 2553. doi :10.1021/ja01202a501. ISSN 0002-7863.
- ^ Narayan, Adithyaram; Wang, Beibei; Nava Medina, Ilse Belen; Mannan, M. Sam; Cheng, Zhengdong; Wang, Qingsheng (1 de noviembre de 2016). "Predicción del calor de formación para exo -diciclopentadieno". Revista de prevención de pérdidas en las industrias de proceso . 44 : 433–439. doi :10.1016/j.jlp.2016.10.015. ISSN 0950-4230.
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- ^ "Química de la combustión". Departamento de Química, Facultad de Ciencias, Universidad de Utah . The University of Utah . Consultado el 12 de enero de 2022 .
- ^ Schleyer, Paul von R.; Donaldson, MM; Nicholas, RD; Cupas, C. (1973). "Adamantano". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 5, pág. 16.
- ^ Hönicke, Dieter; Födisch, Ringo; Claus, Pedro; Olson, Michael (2002). "Cicopentadieno y ciclopenteno". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a08_227. ISBN 978-3527306732.
Enlaces externos
- Hoja de datos de seguridad del diciclopentadieno
- Hoja informativa de Inchem sobre el diciclopentadieno
- CDC — Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos
