Pentazole - Wikipedia

Pentazole ist ein aromatisches chemisches Molekül, das aus einem fünfgliedrigen Ring mit allen Stickstoffatomen besteht, von denen einer an ein Wasserstoffatom gebunden ist. Es hat eine Molekularformel HN ₅ . Pentazol ist zwar streng genommen eine homozyklische, anorganische Verbindung, wurde aber bisher als letztes einer Reihe von heterozyklischen Azolverbindungen mit einem bis fünf Stickstoffatomen eingestuft. Dieses Set enthält Pyrrol, Imidazol, Pyrazol, Triazole, Tetrazol und Pentazol.

Derivate [ edit ]

Substituierte Analoga von Pentazol werden gemeinsam als Pentazole bezeichnet. Als Klasse sind sie instabile und oft hoch explosive Verbindungen. Das erste synthetisierte Pentazol war Phenylpentazol, wobei der Pentazolring durch Konjugation mit dem Phenylring stark stabilisiert wird. Das Derivat 4-Dimethylaminophenylpentazol ist eine der stabilsten bekannten Pentazolverbindungen, obwohl es sich bei Temperaturen über 50 ° C noch zersetzt. Es ist bekannt, dass elektronenspendende Gruppen Arylpentazolverbindungen stabilisieren. ^[2]

Das cyclische Pentazolium -Kation ( N ⁺
₅ ) ist aufgrund seiner Wahrscheinlichkeit nicht bekannt antiaromatischer Charakter; Das offenkettige Pentazeniumkation ( N ⁺
₅ ) ist bekannt. Butler ua demonstrierten erstmals die Anwesenheit von cyclischen N ^-
₅ in Lösung durch Zersetzung substituierter Arylpentazole bei niedriger Temperatur. Das Vorhandensein von N
_⁵ H und N ^-
₅ (in Lösung durch Wechselwirkung mit Zinkionen gehalten) wurde hauptsächlich unter Verwendung von ¹⁵ N-NMR-Techniken der Zersetzungsprodukte. ^[3] Diese Ergebnisse wurden von einigen Autoren zunächst in Frage gestellt, ^[4] aber nachfolgende Experimente, die eine detaillierte Analyse der Zersetzungsprodukte enthielten, wurden durch Untersuchungen ergänzt Schlussfolgerung. ^[5][6][7] Es wird nicht erwartet, dass das Pentazolidanion in wässriger Lösung ohne die Hilfe von Komplexbildnern länger als einige Sekunden dauert. Die Entdeckung von Pentazolen spornte zu Versuchen an, Stickstoffatome zu erzeugen, wie N ⁺
₅ N ^-
₅ die hochpotent sein sollten Treibgase für die Raumfahrt.

Im Jahr 2002 wurde das -Pentazolat -Anion erstmals mit der Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie nachgewiesen ^[8] . 2016 wurde das Ion auch in Lösung nachgewiesen. ^[9] 2017 wurden kubische Kristalle des Pentazolatsalzes ( N ₅ ) ₆ (H ₃ O) ₃ (NH ₄ ) ₄ ] Cl wurde angekündigt. In diesem Salz sind die N ^-
₅ Ringe planar. Die Bindungslängen im Ring betragen 1.309 Å, 1.310 Å, 1.310 Å, 1.324 Å und 1.324 Å. ^[10] Beim Erhitzen ist das Salz bis zu 117 ° C stabil und zerfällt bei dieser Temperatur in Ammoniumazid. [19659036] Unter extremen Druckbedingungen wurde auch das Pentazolat-Ion synthetisiert. Es wurde erstmals 2016 in Form des Salzes CsN ₅ durch Komprimieren und Lasererwärmen einer Mischung aus CsN ₃ eingebettet in molekularem N ₂ bei 60 erhalten GPa. Nach der Druckentlastung war es bis zu 18 GPa metastabil. ^[11] Im Jahr 2018 berichtete ein anderes Team über Hochdrucksynthese von LiN ₅ über 45 GPa aus reinem Lithium, das von molekularem Stickstoff umgeben war. Diese Verbindung konnte nach vollständiger Druckentlastung auf Umgebungsbedingungen gehalten werden. ^[12]

Literaturhinweise [ edit ]

1. 1 H - Pentazol - Öffentliche chemische Datenbank von PubChem ". Das PubChem-Projekt . USA: Nationales Zentrum für Biotechnologie-Informationen.
   


2. ^ Burke, L. A .; Fazen P. J. (Dezember 2009). "Korrelationsanalyse der Umwandlungs- und Stickstoffverlustreaktionen von Arylpentazenen und Pentazolen, die von Aryldiazonium- und Azidionen abgeleitet sind". International Journal of Quantum Chemistry . 109 (15): 3613–3618. Bibcode: 2009IJQC..109.3613B. doi: 10.1002 / qua.22408.
   


3. ^ Butler, R. N .; Stephens, John C .; Burke, Luke A. (2003). Erste Generation von Pentazol (HN5, Pentazolsäure), des letzten Azols und eines Zinkpentazolatsalzes in Lösung: Eine neue N-Dearylierung von 1- (p-Methoxyphenyl) pyrazolen, ein 2- (p-Methoxyphenyl) tetrazol und eine Anwendung der Methode zu 1- (p-Methoxyphenyl) pentazol ". Chemical Communications (8): 1016–1017. doi: 10.1039 / b301491f
   


4. ^ Schroer T., HaigesR, Schneider S., Christe KO (2004-12-31). "Der Wettlauf um die erste Generation des Pentazolatanions in Lösung ist noch lange nicht vorbei". Chemical Communications (12): 1607–9. doi: 10.1039 / B417010E. PMID 15770275.
   


5. ^ Butler RN, Hanniffy JM, Stephens JC, Burke LA (2008-01-31). "Eine Cer-Ammoniumnitrat-N-Dearylierung von N-p-Anisylazolen, aufgebracht auf Pyrazol-, Triazol-, Tetrazol- und Pentazolringe: Freisetzung von Stammazolen. Erzeugung von instabilem Pentazol, HN5 / N5-, in Lösung". Das Journal of Organic Chemistry . 73 (4): 1354–1364. doi: 10.1021 / jo702423z. PMID 18198892.
   


6. ^ Perera SA, Gregusová A, Bartlett RJ (2009-04-01). "Erste Berechnungen von 15N-15N J-Werten und neue Berechnungen chemischer Verschiebungen für Systeme mit hohem Stickstoffgehalt: Ein Kommentar zur langen Suche nach HN5 und seinem Pentazolanion". Das Journal of Physical Chemistry A . 113 (13): 3197–3201. Bibcode: 2009JPCA..113.3197P. doi: 10.1021 / jp809267y. PMID 19271757.
   


7. ^ "Galway-Entdeckung der Welt voraus". Die Irish Times. 13. August 2009.
   


8. ^ Vij, A., Pavlovich, JG, Wilson, WW, Vij, V. und Christe, KO (2002), Experimenteller Nachweis der Pentaazacyclopentadienid- (Pentazolat) -Anion cyclo-N5−. Angew. Chem. Int. Ed., 41: 3051–3054. doi: 10.1002 / 1521-3773 (20020816) 41:16 <3051::AID-ANIE3051> 3.0.CO; 2-T
   


9. ^ B. Basanov, U. Geiger, R. Carmieli, D. Grinstein, S. Welner, Y. Haas, Nachweis von Cyclo-N5- in THF-Lösung Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13233.doi: 10.1002 / ange.201605400
   


10. ^ ^{a b} Zhang, Chong; Sun, Chengguo; Hu, Bingcheng; Yu, Chuanming; Lu, Ming (26. Januar 2017). Synthese und Charakterisierung des Pentazolatanions Cyclo -N5ˉ in (N5) 6 (H3O) 3 (NH4) 4Cl. Science . 355 (6323): 374–376. Bibcode: 2017Sci ... 355..374Z. doi: 10.1126 / science.aah3840. PMID 28126812.
    


11. ^ Steele, Brad A .; Stavrou, Elissaios; Crowhurst, Jonathan C .; Zaug, Joseph M .; Prakapenka, Vitali B .; Oleynik, Ivan I. (2016-12-06). "Hochdrucksynthese eines Pentazolatsalzes". Chemistry of Materials . 29 (2): 735. arXiv: 1612.01918 . doi: 10.1021 / acs.chemmater.6b04538. ISSN 0897-4756.
    


12. ^ Laniel, D .; Weck, G .; Gaiffe, G .; Garbarino, G .; Loubeyre, P. (2018-03-13). "Hochdruck-synthetisierte Lithiumpentazolat-Verbindung, die unter Umgebungsbedingungen metastabil ist". Das Journal of Physical Chemistry Letters . 9 (7): 1600–1604. doi: 10.1021 / acs.jpclett.8b00540. ISSN 1948-7185. PMID 29533665.