Циклобутадиен

Циклобутадиен
Общие
Систематическое наименование	циклобута-​1,3-​диен
Хим. формула	C4H4
Физические свойства
Молярная масса	52,0756 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1120-53-2
SMILES	C1=CC=C1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Циклобутадиен ( [4]-аннулен )— органическое соединение, четырёхчленный цикл с альтернированными (чередующимися) двойными связями. Его брутто-формула — C₄H₄. В свободном состоянии циклобутадиен крайне неустойчив и даже при низких температурах очень быстро димеризуется. Молекула циклобутадиена представляет собой вытянутый прямоугольник. Хотя данное соединение способно образовывать замкнутую π-систему, по правилу Хюккеля оно является антиароматическим, поскольку содержит 4n π-электронов (в данном случае n = 1). Это значит, что при образовании сопряженной π-системы общая энергия молекулы повысится. И действительно, если нарисовать круг Фроста для циклобутадиена, то легко можно увидеть, что сопряжённая система будет представлять собой бирадикал. Для того, чтобы данная система стала ароматической, надо либо ввести в неё два электрона, либо отнять их, с образованием дианиона или дикатиона, соответственно. Получающиеся соединения гораздо стабильнее циклобутадиена и могут быть выделены.

Получение

После многочисленных неудачных попыток, циклобутадиен был впервые синтезирован в 1965 году Роулэндом Петтитом, студентом Университета Техаса действием на циклобутадиенжелезотрикарбонил C₄H₄Fe(CO)₃ окислителем типа нитрата церия(IV)-аммония (NH₄)₂Ce(NO₃)₆, но не смог выделить его в свободном виде, так как он димеризуется.

На настоящее время показано, что циклобутадиен может быть синтезирован в аргоновой матрице, где данное соединение было детально изучено методами ИК- и ЭПР-спектроскопии и показано его строение и то, что он является бирадикалом. Однако уже при незначительном повышении температуры (до −150 °C) циклобутадиен медленно димеризуется. Существенно более стабильными являются замещённые циклобутадиены. В частности, тетра-трет-бутилциклобутадиен и тетра-триметилсилилциклобутадиены стабильны при комнатной температуре за счет объёмных заместителей, препятствующих димеризации.

См. также

• Циклобутан
• Циклобутен
• Бутадиен