Prismanes
Los prismanos son una clase de compuestos hidrocarbonados que consisten en poliedros prismáticos de varios números de lados sobre la base poligonal . Químicamente, es una serie de anillos de ciclobutano fusionados (un ladderano , con geometría todo- cis /todo -syn ) que se enrolla para unir sus extremos y formar una banda, con bordes de cicloalcano . Su fórmula química es (C 2 H 2 ) n , donde n es el número de lados del ciclobutano (el tamaño de la base del cicloalcano), y ese número también forma la base para un sistema de nomenclatura dentro de esta clase. Los primeros productos químicos de esta clase son:
| Estructuras |  |  |  |  |
|---|---|---|---|---|
| Nombre común | Prismane [3]Prismane Triprismane | Cubano ( preferido ) [4]Prismane Tetraprismane | [5] Prismane Pentaprismane | [6] Prismane Hexaprismane |
| Fórmula química | ( C2H2 ) 3C6H6 | ( C2H2 ) 4C8H8 | ( C2H2 ) 5C10H10 | ( C2H2 ) 6C12H12 |
| Nomenclatura IUPAC | Tetraciclo[2.2.0.0 2,6 .0 3,5 ]hexano | Pentaciclo[4.2.0.0 2,5 .0 3,8 .0 4,7 ]octano | hexaciclo[4.4.0.0 2,5 .0 3,9 .0 4,8 .0 7,10 ]decano | heptaciclo[6.4.0.0 2,7 .0 3,6 .0 4,11 .0 5,10 .0 9,12 ]dodecano |
| Modelos 3D [1] | triprismane | cubano | pentaprisman | hexaprisman |
El triprismano, el tetraprismano y el pentaprismano se han sintetizado y estudiado experimentalmente, y muchos miembros superiores de la serie se han estudiado utilizando modelos informáticos . Los primeros miembros tienen de hecho la geometría de un prisma regular, con bases planas de n -gonos. Sin embargo, a medida que n se vuelve cada vez más grande, los experimentos de modelado encuentran que la geometría altamente simétrica ya no es estable y la molécula se distorsiona en formas menos simétricas. Una serie de experimentos de modelado encontró que a partir del [11]prismano, la forma de prisma regular no es una geometría estable. Por ejemplo, la estructura del [12]prismano tendría la cadena de ciclobutano retorcida, con bases dodecagonales no planas y no paralelas. [2] [3] [4]
Prismas no convexos
Para tamaños de base grandes, algunos de los ciclobutanos pueden fusionarse entre sí en sentido anti, dando una base poligonal no convexa. Estos son isómeros geométricos de los prismanos. Dos isómeros de [12]prismano que se han estudiado computacionalmente se denominan helvetano e israelano, basándose en las formas de estrella de los anillos que forman sus bases. [5] Esto se exploró computacionalmente después de haber sido propuesto originalmente como una broma del Día de los Inocentes. Sus nombres hacen referencia a las formas que se encuentran en las banderas de Suiza e Israel , respectivamente.
Poliprismanes
Los poliprismanos consisten en múltiples prismanos apilados base con base. [6] Los carbonos en cada nivel intermedio (las bases n- gónicas donde los prismanos se fusionan entre sí) no tienen átomos de hidrógeno unidos a ellos.
Estructuras relacionadas
Los asteranos contienen un puente de grupo metileno en cada borde entre las dos bases n -gon. Por lo tanto, cada lado es un ciclohexano en lugar de un ciclobutano.
Referencias
- ^ "PubChem". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 20 de septiembre de 2019 .
- ^ Gribanova, TN; Minyaev, RM; Minkin, VI (2007). "Investigación químico-cuántica de la estructura y estabilidad de [ n ]-prismanos y [ n ]-asteranos". Revista rusa de química orgánica . 43 (8): 1144–1150. doi :10.1134/S107042800708009X. S2CID 97458519.
- ^ Shinmyozu, Terou; Nogita, Riki; Akita, Motoki; Lim, Chultack (2003). "23. Enfoques fotoquímicos para la síntesis de [n]prismanes". En Horspool, William H.; Lenci, Francesco (eds.). Manual CRC de fotoquímica y fotobiología orgánica, volúmenes 1 y 2, segunda edición . CRC Press. ISBN 9780203495902.
- ^ Allinger, Norman L. ; Eaton, Philip E. (1983). "Las geometrías del pentaprismano y el hexaprismano: perspectivas desde la mecánica molecular". Tetrahedron Letters . 24 (35): 3697–3700. doi :10.1016/S0040-4039(00)94512-X.
- ^ Wang, Xin; Lau, Kai-Chung; Li, Wai-Kee (2009). "Estructuras y propiedades de ladderanos cerrados C 24 H 24 , laddersilanos Si 24 H 24 y sus equivalentes isoelectrónicos que contienen nitrógeno: una investigación G3(MP2)". J. Phys. Chem. A . 113 (14): 3413–3419. Bibcode :2009JPCA..113.3413W. doi :10.1021/jp900161s. PMID 19296633.
- ^ Minyaev, Ruslan M.; Minkin, Vladimir I.; Gribanova, Tatyana N.; Starikov, Andrey G.; Hoffmann, Roald (2003). "Poli[ n ]prismanes: una familia de estructuras de jaula estables con centros de carbono semiplanares". J. Org. Chem . 68 (22): 8588–8594. doi :10.1021/jo034910l. PMID 14575490.
Enlaces externos
- Triprismane
- Cubano
- Pentaprisman
- Hexaprismane
