파고데인
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| 식별자 | |
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3D 모델 (JSmol)
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| ChemSpider | |
PubChem CID
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CompTox Dashboard (EPA)
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| 성질 | |
| C20H20 | |
| 몰 질량 | 260.380 g·mol−1 |
| 밀도 | 1.629 g/ml |
| 구조 | |
| D2h | |
| 0 D | |
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
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파고데인(Pagodane)은 화학식 C
20H
20을 가지는 유기 화합물로, 그 탄소 골격이 파고다를 닮았다고 하여 이름이 붙여졌다.[1] 분자가 D2h 점군 대칭을 가지는 다환식 탄화수소이다. 이 화합물은 243 °C에서 녹는 고도로 결정성 고체이며, 대부분의 유기 용매에는 거의 녹지 않지만 벤젠과 클로로포름에는 중간 정도 녹는다. 저압에서 승화한다.[2]
파고데인이라는 이름은 기본 화합물과 동일한 16-탄소 중심 골격을 가지는 화합물 계열의 구성원 모두를 지칭하는 데 더 일반적으로 사용된다. 각 구성원은 이 골격의 8개 원자를 4개의 알케인 사슬로 짝지어 연결한 결과로 볼 수 있다. 일반적인 구성원은 [m.n.p.q]파고데인으로 표기되며, 여기서 m, n, p, q는 해당 4개 사슬의 탄소 수이다. 일반식은 C
16+sH
12+2s이며, 여기서 s = m+n+p+q이다. 특히, 기본 화합물 C
20H
20은 4개의 메틸렌 브리지로 연결된 탄소(m=n=p=q=1)를 가지며, 이 계열 내에서의 이름은 [1.1.1.1]파고데인이다.[2]
합성 및 구조
[편집]이 화합물은 호르스트 프린츠바흐와 그의 동료들이 1987년에 아이소드린에서 시작하여 14단계 합성 과정을 거쳐 처음 합성되었다.[2] 이 과정에서 그들은 [2.2.1.1]파고데인 C
22H
24과 여러 유도체도 합성했다.
프린츠바흐는 "['파고데인'이라는 짧은 이름]의 명백한 필요성은 폰 바이어/IUPAC 및 화학 초록 명명법, 즉 운데카시클로[9.9.0.01,5.02,12.02,18.03,7.06,10.08,12.011,15.013,17.016,20]아이코세인을 고려하면 쉽게 이해될 수 있다"고 언급했다.[2]
파고데인의 탄소 골격에서는 많은 프로펠레인형 조각을 구별할 수 있다.[2]
전반적인 합성은 다음과 같이 요약될 수 있다.[2][3]
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여기에 묘사된 방식은 14가지 원팟 작업으로 단축될 수 있으며, 24%의 전체 수율을 나타낸다. 그러나 이 변형은 초기 단계 중 두 가지에서 테트라클로로-다이메톡시사이클로펜타다이엔 대신 테트라클로로싸이오펜다이옥사이드를 사용해야 한다. 비록 더 적은 단계와 더 높은 수율이 언뜻 매력적으로 보이지만, 이 접근법은 다이옥사이드의 높은 비용과 제한된 가용성 때문에 포기되어야 했다.[2]
유도체
[편집]여러 유도체를 사용할 수 있으며, 예를 들어 다이케톤 C
20H
16O
2(녹는점 약 322 °C) 등이 있다.[2]
[1.1.1.1]파고데인과 [2.2.1.1]파고데인 모두 SbF
5/SO
2ClF에서 두 양이온을 형성한다. 이들 양이온에서 전자 부족은 중심 사이클로뷰테인 고리 전체에 퍼져 있다.[4][5] 이들 두 양이온은 이후 프린츠바흐 그룹에 의해 광범위하게 연구된 시그마-바이호모방향족성 현상을 보여준 첫 번째 사례였다.[6]
파고데인은 도데카헤드레인의 이성질체이며 화학적으로 도데카헤드레인으로 전환될 수 있다.[7][8]
같이 보기
[편집]각주
[편집]- ↑ Elegant Solutions: Ten Beautiful Experiments in Chemistry Philip Ball RSC 2005
- ↑ 가 나 다 라 마 바 사 아 Wolf-Dieter Fessner, Gottfried Sedelmeier, Paul R. Spurr, Grety Rihs, H. Prinzbach (1987), "Pagodane": the efficient synthesis of a novel, versatile molecular framework. J. Am. Chem. Soc., volume 109 issue 15, pp. 4626–42 doi:10.1021/ja00249a029
- ↑ H. Prinzbach, F. Wahl, A. Weiler, P. Landenberger, J. Woerth, L.T. Scott, M. Gelmont, D. Olevano, F. Sommer, B. von Issendorff: C20 Carbon Clusters: Fullerene – Boat – Sheet Generation, Mass Selection, PE Characterization. Chem. Eur. J. 2006, 12, 6268-6280 | doi:10.1002/chem.200501611
- ↑ G. K. Surya Prakash (1998), Investigations on intriguing long lived carbodications. Pure & Appl. Chem., volume 70 issue 10, pp. 2001–06. Online version at iupac.org. Retrieved 2010-01-14. doi:10.1351/pac199870102001
- ↑ Stable carbocations. Part 267. Pagodane dication, a unique 2.pi.-aromatic cyclobutanoid system G. K. Prakash, V. V. Krishnamurthy, Rainer. Herges, Robert. Bau, Hanna. Yuan, George A. Olah, Wolf Dieter. Fessner, and Horst. Prinzbach Journal of the American Chemical Society 1986 108 (4), 836-838 doi:10.1021/ja00264a046
- ↑ G.K.S. Prakash, V.V. Krishnamurthy, R. Herges, R. Bau, H. Yuan, G.A Olah, W.-D. Fessner, H. Prinzbach: [1.1.1.1]- and [2.2.1.1]Pagodane Dications: Frozen Two-Electron Woodward-Hoffmann Transition State Models. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 7764-7772
- ↑ Wolf-Dieter Fessner, Bulusu A. R. C. Murty, Horst Prinzbach (1987), The Pagodane Route to Dodecahedranes – Thermal, Reductive, and Oxidative Transformations of Pagodanes Angewandte Chemie International Edition in English Volume 26, Issue 5, pp. 451–52 doi:10.1002/anie.198704511
- ↑ Wolf-Dieter Fessner, Bulusu A. R. C. Murty, Jürgen Wörth, Dieter Hunkler, Hans Fritz, Horst Prinzbach, Wolfgang D. Roth, Paul von Ragué Schleyer, Alan B. McEwen, Wilhelm F. Maier (1987), Dodecahedranes from [1.1.1.1]Pagodanes. Angewandte Chemie International Edition in English, Volume 26, Issue 5, pp. 452–54 doi:10.1002/anie.198704521