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Xilileno

En química orgánica , un xilileno (a veces dimeturo de quinona ) es cualquiera de los isómeros constitucionales que tienen la fórmula C 6 H 4 (CH 2 ) 2 . Estos compuestos están relacionados con las quinonas y meturos de quinona correspondientes mediante el reemplazo de los átomos de oxígeno por grupos CH 2 . Los orto - y para -xililenos son los más conocidos, aunque ninguno es estable en forma sólida o líquida. La forma meta es un dirradical . Sin embargo, ciertos derivados sustituidos de xililenos son muy estables, como el tetracianoquinodimetano y los dicloruros de xilileno .

p-xilileno

El p -xilileno se forma tras la pirólisis del p - xilileno o, más fácilmente, de los derivados α-sustituidos. El p -xilileno se dimeriza con una eficiencia moderada para dar p - ciclofano : [1]

Esquema 7. Síntesis de 2,2-paraciclofano
Esquema 7. Síntesis de 2,2-paraciclofano

Un calentamiento adicional del p -ciclofano produce poli( para -xilileno) .

o-xililenos

Los o-xililenos ( o- quinodimetanos) se generan a menudo in situ, [2] por ejemplo, mediante la pirólisis de la sulfona correspondiente. [3] Otro método implica la 1,4-eliminación de silanos orto bencílicos. [4] o estannanos, [5] [6] [7]

Generación in situ de o-quinodometanos
Generación in situ de o-quinodometanos

Los dibromuros de α,α' -orto -xileno se han desarrollado bien para generar o-xilenos. [8] Por ejemplo, la reacción de tetrabromo-o-xileno (C 6 H 4 (CHBr 2 ) 2 ) con yoduro de sodio produce α,α'-dibromo-o-xilileno, que puede atraparse para dar derivados de naftileno. En ausencia de agentes atrapantes, el xilileno se relaja a α,α'-dibromobenzociclobutano: [9]

C 6 H 4 (CHBr 2 ) 2 + 2 NaI → C 6 H 4 (=CHBr) 2 + 2 NaBr + I 2
C 6 H 4 (=CHBr) 2 → C 6 H 4 (CHBr) 2

Las cicloadiciones de estos o-xililenos proporcionan una vía para los acenos . [10]

La unidad dieno formada por las dos unidades de alqueno exocíclico del isómero orto puede servir como ligando en complejos de coordinación . Por ejemplo, la reacción de α,α'-dibromo- o -xileno con carbonilos de hierro produce bajos rendimientos del complejo de xilileno Fe(CO) 34 -C 6 H 4 (CH 2 ) 2 ]. Este producto es estructuralmente análogo a Fe(CO) 34 - 1,3-butadieno ]. [11]

A altas temperaturas, los benzociclobutenos experimentan una apertura electrocíclica del anillo para formar o -xililenos. Esta y otras síntesis de o -xililenos, y su posterior dimerización por cicloadición [4+4] para formar estructuras de cicloctilo, se utilizaron repetidamente en la síntesis de superfano . [12]

Estructura electrónica

A pesar de la química observada del para-xilileno (es decir, su rápida polimerización a poli-p-xilileno), que sugiere que el compuesto existe como un dirradical, la evidencia física concluye unánimemente que el estado electrónico más bajo del p-xilileno es un singlete de capa cerrada. Además, varios métodos computacionales confirman esta asignación. [13] Por el contrario, el meta -xilileno es una molécula no Kekulé que tiene un estado fundamental triplete . [14]

Referencias

  1. ^ HE Winberg, FS Fawcett "[2.2]Paracyclophane" Organic Syntheses , Coll. Vol. 5, p.883 ( 1973 ); Vol. 42, p.83 ( 1962 ) Enlace.
  2. ^ Klundt, IL (1970). "Benzociclobuteno y sus derivados". Chemical Reviews . 70 (4): 471–487. doi :10.1021/cr60266a002.
  3. ^ Nicolaou, KC; Snyder, SA; Montagnon, T.; Vassilikogiannakis, G. (2002). "La reacción de Diels-Alder en la síntesis total". Angewandte Chemie International Edition . 41 (10): 1668–1698. doi :10.1002/1521-3773(20020517)41:10<1668::AID-ANIE1668>3.0.CO;2-Z. PMID  19750686.
  4. ^ Ito, Y.; Nakatsuka, M.; Saegusa, T. (1982). "Síntesis de sistemas de anillos policíclicos basados ​​en la nueva generación de o -quinodimetanos". Journal of the American Chemical Society . 104 (26): 7609–7622. doi :10.1021/ja00390a036.
  5. ^ Sano, H.; Ohtsuka, H.; Migita, T. (1988). "Un método conveniente para la generación de o -quinodimetanos mediante la 1,4-eliminación inducida por protones de o- (1-hidroxialquil)benciltributilestananos". Revista de la Sociedad Química Americana . 110 (6): 2014–2015. doi :10.1021/ja00214a083.
  6. ^ Soon, HW (1993). "Un nuevo método para la generación de o -quinodimetano mediante fragmentación inducida por selenio de o -vinilbenciltributilestannano". Tetrahedron Letters . 34 (47): 7587–7590. doi :10.1016/S0040-4039(00)60407-0.
  7. ^ Soon, HW (1994). "Generación de α-oxi- o -quinodimetanos y reacciones de cicloadición promovidas por ácido de Lewis ". Tetrahedron Letters . 35 (23): 3975–3978. doi :10.1016/S0040-4039(00)76717-7.
  8. ^ Rubottom, GM; Way, JE (1984). "Un método mejorado para la preparación de o -quinodimetanos". Synthetic Communications . 14 (6): 507–514. doi :10.1080/00397918408059572.
  9. ^ Cava, diputado; Diana, AA; Muth, K. (1959). "Compuestos aromáticos de ciclobutano condensados. VIII. El mecanismo de formación de 1,2-dibromobenzociclobuteno; una nueva síntesis de Diels-Alder". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 81 (24): 6458–6460. doi :10.1021/ja01533a032.
  10. ^ Paddon-Row, Michael N.; Patney, Harish K. (1986). "Una estrategia sintética eficiente para la anelación de naftaleno en sistemas norbornenílogos". Síntesis . 1986 (4): 328–330. doi :10.1055/s-1986-31603.
  11. ^ Kerber, Robert C.; Ribakove, Everett C. (1991). "Formación de complejos de hierro carbonílico de polienos reactivos a partir de dihaluros que involucran al polieno libre". Organometallics . 10 (8): 2848–2853. doi :10.1021/om00054a059.
  12. ^ Sekine, Y.; Brown, M.; Boekelheide, V. (1979). "[2.2.2.2.2.2](1,2,3,4,5,6)Ciclofano: superfano". Revista de la Sociedad Química Americana . 101 (11): 3126–3127. doi :10.1021/ja00505a053.
  13. ^ Montgomery, LK, Huffman, JC, Jurczak, EA y Grendze, MP Las estructuras moleculares de los hidrocarburos de Thiele y Chichibabin. J. Am. Chem. Soc. 108, 6004–6011 (1986) doi:10.1021/ja00279a056
  14. ^ Steglich, Mathías; Custodis, Victoria BF; Trevitt, Adam J.; da Silva, Gabriel; Bodi, András; Hemberger, Patricio (2017). "Espectro fotoelectrónico y energética del diradical meta-xilileno". J. Am. Química. Soc . 139 (41): 14348–14351. doi :10.1021/jacs.7b06714. PMID  28965395.