El ciclopropeno es un compuesto orgánico con la fórmula C 3 H 4 . Es el cicloalqueno más simple . Debido a que el anillo está muy tenso , el ciclopropeno es difícil de preparar y altamente reactivo. Este gas incoloro ha sido objeto de muchos estudios fundamentales de enlaces y reactividad. [2] 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.
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° encontrado en el ciclopropano . [3] 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. [4]
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. [5] Esta reacción produce principalmente trimetilamina y dimetilciclopropilamina, junto con aproximadamente un 5% de ciclopropeno. Más tarde, Schlatter mejoró las condiciones de la reacción pirolítica utilizando asbesto platinizado como catalizador a 320–330 °C y obtuvo ciclopropeno con un rendimiento del 45% . [6]
El ciclopropeno también se puede obtener con un rendimiento de aproximadamente 1% mediante termólisis del aducto de cicloheptatrieno y dimetilacetilendicarboxilato . [7]
El cloruro de alilo sufre deshidrohalogenación tras el tratamiento con la base amida sódica a 80 °C para producir ciclopropeno con un rendimiento de aproximadamente el 10 %. [8]
El principal subproducto de la reacción es la alilamina . La adición de cloruro de alilo a bis(trimetilsilil)amida de sodio en tolueno hirviendo durante un período de 45 a 60 minutos produce el compuesto deseado con un rendimiento de aproximadamente el 40 % y una mejora en la pureza: [9]
El 1-metilciclopropeno se sintetiza de manera similar pero a temperatura ambiente a partir de cloruro de metalilo utilizando fenillitio como base: [10]
El tratamiento de los nitrociclopropanos con metóxido de sodio elimina el nitrito, dando lugar al derivado de ciclopropeno correspondiente. 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 los acetilenos para dar ciclopropenos. El 1,2-dimetilciclopropeno-3-carboxilato surge mediante este método a partir del 2-butino . El cobre, como sulfato de cobre y polvo de cobre, se encuentran entre las formas más populares de cobre utilizadas para promover dichas reacciones. También se ha utilizado acetato de rodio .
Los estudios sobre el ciclopropeno se centran principalmente en las consecuencias de su elevada tensión anular. A 425 °C, el ciclopropeno se isomeriza a metilacetileno (propino).
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, según los espectros de RMN, se piensa que el producto es policiclopropano.
El ciclopropeno experimenta la reacción de Diels-Alder con ciclopentadieno para dar endo-triciclo[3.2.1.0 2,4 ]oct-6-eno. Esta reacción se utiliza habitualmente para comprobar la presencia de ciclopropeno, tras su síntesis. [9]
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