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Cuadriciclano

El cuadriciclano es un hidrocarburo policíclico denso con la fórmula CH2 ( CH) 6 . Es un líquido blanco volátil e incoloro, con una molécula muy densa (78,7 kcal/mol). La isomerización del cuadriciclano se produce lentamente a bajas temperaturas. [1] Debido a la estructura densa y la estabilidad térmica del cuadriciclano, se ha estudiado ampliamente.

Preparación

El cuadriciclano se produce por irradiación de norbornadieno (biciclo[2.2.1]hepta-2,5-dieno) [2] en presencia de cetona de Michler o etilcetona de Michler. [3] Se pueden utilizar otros sensibilizadores, como acetona , benzofenona , acetofenona , etc., pero con un rendimiento menor. El rendimiento es mayor para el norbornadieno recién destilado, pero los reactivos comerciales serán suficientes. [2]

Aplicaciones propuestas a la energía solar

La conversión de norbornadieno en cuadriciclano se logra con una radiación UV de ~300 nm . [4] Cuando se convierte nuevamente en norbornadieno, la energía de deformación del anillo se libera en forma de calor ( ΔH = −89 kJ/mol). Se ha propuesto que esta reacción almacena energía solar . [5] [6] Sin embargo, el borde de absorción de la luz no se extiende más allá de los 300 nm, mientras que la mayoría de la radiación solar tiene longitudes de onda superiores a los 400 nm. La relativa estabilidad del cuadriciclano y su alto contenido energético también han dado lugar a su uso como aditivo propulsor o combustible. Sin embargo, el cuadriciclano sufre una descomposición térmica a temperaturas relativamente bajas (menos de 400 °C). Esta propiedad limita sus aplicaciones, ya que los sistemas de propulsión pueden funcionar a temperaturas superiores a los 500 °C. [7]

Reacciones

El cuadriciclano reacciona fácilmente con el ácido acético para dar una mezcla de acetato de nortriciclilo y acetato de exo-norbornilo. [1] El cuadriciclano también reacciona con muchos dienófilos para formar aductos 1:1. [2]

Notas

  1. ^ ab Petrov, V. A; Vasil'ev, NV “Química sintética del cuadriciclano”. Current Organic Synthesis 3 (2006): 215–259
  2. ^ abc Smith, Claiborune D. (1971). "Cuadriciclano". Síntesis orgánicas . doi :10.15227/orgsyn.051.0133.
  3. ^ Cahill, P; Steppel, R. Proceso de producción de cuatriciclanos. Patente estadounidense 10.661.194 presentada el 12 de septiembre de 2003 y emitida el 18 de marzo de 2004
  4. ^ Kalsi, PS (2000). Reacciones orgánicas y sus mecanismos. New Age International. pág. 366. ISBN 978-81-224-1268-0.
  5. ^ Dubonosov, A. D; Bren, V. A; Chernoivanov, VA “Norbornadieno – cuadriciclano como sistema abiótico para el almacenamiento de energía solar”. Russian Chemical Reviews 71 (2002): 917–927
  6. ^ Philippopoulos, Constantine; Economou, Dimitrios; Economou, Constantine; Marangozis, John (1983). "Sistema norbornadieno-cuadriciclano en la conversión fotoquímica y el almacenamiento de energía solar". Investigación y desarrollo de productos químicos industriales y de ingeniería . 22 (4): 627. doi :10.1021/i300012a021.
  7. ^ Striebich, R; Lawrence, J (2003). "Descomposición térmica de materiales de alta densidad energética a alta presión y temperatura". Journal of Analytical and Applied Pyrolysis . 70 (2): 339. doi :10.1016/S0165-2370(02)00181-X.