Ciclopropeno

Ciclopropeno es un compuesto orgánico con la fórmula C₃H₄. Es el cicloalqueno más simple. Debido a que el anillo está muy tenso, el ciclopropeno es difícil de preparar y muy reactivo. Este gas incoloro ha sido objeto de muchos estudios fundamentales de enlace y reactividad. No se produce de forma natural, pero se conocen derivados en algunos ácidos grasos. Los derivados del ciclopropeno se utilizan comercialmente para controlar la maduración de algunas frutas.

Estructura y unión

La molécula tiene una estructura triangular. La longitud reducida del doble enlace en comparación con un enlace simple hace que el ángulo opuesto al doble enlace se estreche a aproximadamente 51° desde el ángulo de 60° que se encuentra en el ciclopropano. Al igual que con el ciclopropano, el enlace carbono-carbono en el anillo tiene un carácter p aumentado: los átomos de carbono del alqueno utilizan hibridación sp^2,68 para el anillo.

Síntesis de ciclopropeno y derivados

Primeras síntesis

La primera síntesis confirmada de ciclopropeno, llevada a cabo por Dem'yanov y Doyarenko, implicó la descomposición térmica de hidróxido de trimetilciclopropilamonio sobre arcilla platinizada a aproximadamente 300 °C. Esta reacción produce principalmente trimetilamina y dimetilciclopropilamina, junto con aproximadamente un 5% de ciclopropeno. Posteriormente, Schlatter mejoró las condiciones de la reacción pirolítica utilizando amianto platinizado como catalizador a 320-330 °C y obtuvo ciclopropeno con un rendimiento del 45%.

El ciclopropeno también se puede obtener con un rendimiento de aproximadamente el 1 % mediante termólisis del aducto de cicloheptatrieno y acetilendicarboxilato de dimetilo.

Síntesis modernas a partir de cloruros de alilo

El cloruro de alilo se somete a deshidrohalogenación tras el tratamiento con la base amida de sodio a 80 °C para producir ciclopropeno con un rendimiento de aproximadamente el 10 %.

${fnMicrosoft Sans Serif}longarrow {compset {text{cyclo-}} Ya basta. {C3H4}}}+{ce} {NaCl + NH3}}$

El principal subproducto de la reacción es la alilamina. La adición de cloruro de alilo a la bis(trimetilsilil)amida de sodio en tolueno hirviendo durante un período de 45 a 60 minutos produce el compuesto objetivo con un rendimiento de aproximadamente el 40 % y una mejora en la pureza:

${displaystyle {ce {cH2=CH2Cl + NaN(TMS)2}longrightarrow {compset {text{cyclo-}} Ya basta. {C3H4}}}+{ce} {NaCl + NH(TMS)2}}$

El 1-metilciclopropeno se sintetiza de manera similar pero a temperatura ambiente a partir de cloruro de metalilo utilizando fenillitio como base:

${displaystyle {ce {CH2=C(CH3)CH2Cl + LiC6H5}longrightarrow {compset {text{1-methyl-}}atop {text{cyclopropene}{ce} {cc}} {ccc}}}}} {ccc}}}} {cccc}}}}}} {ccccc}}}}}}}}}}}} {cc}}}}}}}}}}} {cccccc}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {ccccccccccccccccccccc}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {CH3C3H3}}+{ce} {LiCl + C6H6}}$

Síntesis de derivados

El tratamiento de los nitrociclopropanos con metóxido de sodio elimina el nitrito, dando el respectivo derivado de ciclopropeno. La síntesis de ciclopropenos puramente alifáticos se ilustró por primera vez mediante las adiciones de carbenos a alquinos catalizadas por cobre. En presencia de un catalizador de cobre, el diazoacetato de etilo reacciona con acetilenos para dar ciclopropenos. El 1,2-dimetilciclopropen-3-carboxilato surge mediante este método a partir del 2-butino. El cobre, como sulfato de cobre y polvo de cobre, se encuentra entre las formas más populares de cobre utilizadas para promover tales reacciones. También se ha utilizado acetato de rodio.

Reacciones del ciclopropeno

Los estudios sobre el ciclopropeno se centran principalmente en las consecuencias de su alta tensión en el anillo. A 425 °C, el ciclopropeno se isomeriza a metilacetileno (propino).

${displaystyle {ce {C3H4] H3CC.$

El intento de destilación fraccionada del ciclopropeno a –36 °C (su punto de ebullición previsto) da como resultado la polimerización. Se supone que el mecanismo es una reacción en cadena de radicales libres y que el producto, según los espectros de RMN, es policiclopropano.

El ciclopropeno sufre la reacción de Diels-Alder con ciclopentadieno para dar endo-triciclo[3.2.1.0^2,4]oct-6-eno. Esta reacción se utiliza comúnmente para comprobar la presencia de ciclopropeno, tras su síntesis.

Compuestos relacionados

• El ácido malvalico es un ácido graso ciclopropeno tóxico que ocurre en el aceite de algodón.
• 1-Metilciclopropeno (1-MCP) se utiliza para frenar la maduración de frutas.
• Los Borirenes, los fósforos y los silirenes son ciclopropeno, fósforo y ciclopropenes sustitutos de silicio, con la fórmula RBC₂R '₂, RPC₂R '₂, y R₂SiC₂R '₂.
• Los ácidos grasos ciclopropenos una clase de ciclopropenes naturales.