El ciclohepteno es un cicloalqueno de 7 miembros con un punto de inflamación de -6,7 °C. Es una materia prima en química orgánica y un monómero en la síntesis de polímeros. El ciclohepteno puede existir como isómero cis o trans .
En el caso del ciclohepteno, siempre se supone que existe el isómero cis , pero también existe el isómero trans . Un procedimiento para la síntesis orgánica del trans -ciclohepteno es la fotosensibilización singlete del cis-ciclohepteno con benzoato de metilo y luz ultravioleta a -35 °C. [2] El doble enlace en el isómero trans está muy tenso . [3] Los átomos directamente unidos a un alqueno simple son todos coplanares. Sin embargo, en el trans -ciclohepteno, el tamaño del anillo hace imposible que el alqueno y sus dos carbonos unidos tengan esta geometría porque los tres carbonos restantes no podrían llegar lo suficientemente lejos para cerrar el anillo (véase también la regla de Bredt ). Tendría que haber ángulos inusualmente grandes ( deformación angular ), longitudes de enlace inusualmente largas, o los átomos del bucle similar al alcano colisionarían con la parte del alqueno ( deformación estérica ). Parte de la tensión se alivia mediante la piramidalización de cada carbono del alqueno y su rotación relativa entre sí. El ángulo de piramidalización se estima en 37° (en comparación con un ángulo de 0° para un átomo con geometría trigonal-planar normal) y la desalineación del orbital p es de 30,1°. [2] Debido a que la barrera para la rotación del doble enlace en el etileno es de aproximadamente 65 kcal / mol (270 kJ /mol) y solo se puede reducir mediante la energía de tensión estimada de 30 kcal/mol (125 kJ/mol) presente en el isómero trans , el trans -ciclohepteno debería ser una molécula estable al igual que su homólogo trans -cicloocteno . De hecho, no lo es: a menos que la temperatura se mantenga muy baja, se produce una isomerización rápida al isómero cis . El mecanismo de isomerización del trans -ciclohepteno no es una simple rotación del enlace del alqueno, sino más bien una vía alternativa de menor energía. [2] Con base en la cinética de reacción de segundo orden observada experimentalmente para la isomerización, dos moléculas de trans -ciclohepteno en la vía propuesta primero forman un dímero dirradical . Luego, los dos anillos radicales de heptano se desenrollan hasta una conformación no deformada y, finalmente, el dímero se fragmenta nuevamente en dos moléculas de cis -ciclohepteno. Nótese que la fotoisomerización del ácido maleico a ácido fumáricocon bromo también es bimolecular.