Cyclopentadien

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Strukturformel
Strukturformel von Cyclopentadien
Allgemeines
Name Cyclopentadien
Andere Namen
  • 1,3-Cyclopentadien
  • Cyclopenta-1,3-dien
Summenformel C5H6
CAS-Nummer 542-92-7
PubChem 7612
Kurzbeschreibung

farblose Flüssigkeit mit terpen- bis campherartigem Geruch, durch Polymerisation zunehmend dunkler werdend[1]

Eigenschaften
Molare Masse 66,10 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

0,80 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

−97 °C[1]

Siedepunkt

40 °C[1]

Dampfdruck

479 hPa (20 °C)[1]

Löslichkeit

praktisch unlöslich in Wasser[1]

Brechungsindex

1,4440 (20 °C)[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 225​‐​301​‐​311​‐​332​‐​371
P: ?
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][1]

Angaben für Dicyclopentadien, die übliche Handelsform von Cyclopentadien.

Leichtentzündlich Gesundheitsschädlich Umweltgefährlich
Leicht-
entzündlich
Gesundheits-
schädlich
Umwelt-
gefährlich
(F) (Xn) (N)
R- und S-Sätze R: 11​‐​20/22​‐​36/37/38​‐​51/53
S: (2)​‐​36/37​‐​61
MAK

nicht festgelegt[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Cyclopentadien ist eine farblose, übelriechende Flüssigkeit. Es gehört der Stoffgruppe der Diene an.

Cyclopentadien findet sich im Steinkohlenteer. Es ist die Vorläufersubstanz des Cyclopentadienyl-Anions, das als Ligand (Cp) in Metallocenen (Sandwichverbindungen) in der metallorganischen Chemie weit verbreitet ist. Das älteste Beispiel ist der Eisenkomplex Ferrocen.

Chlorierte Produkte des Cyclopentadiens werden als Insektizide verwendet; aus Hexachlorcyclopentadien werden beispielsweise Dieldrin, Aldrin, Chlordan und Heptachlor hergestellt.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Cyclopentadien kann durch thermische Spaltung aus Dicyclopentadien erhalten werden (Retro-Diels-Alder-Reaktion). In der Praxis wird es in Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise Eisenpulver, aus seinem Dimer abdestilliert. Es muss jedoch schnell verbraucht werden, da es schnell wieder zu Dicyclopentadien dimerisiert. Im Gefrierschrank ist es einige Zeit haltbar.

Dimerisation von Cyclopentadien

Eigenschaften[Bearbeiten]

Cyclopentadien hat die starke Neigung spontan zu dimerisieren. So bildet sich bei 20 °C durch eine Diels-Alder-Reaktion das endo-Dicyclopentadien und bei 100 °C auch das exo-Dimer.[5]

Endo- (links) und Exoform (rechts) des Dimers von Cyclopentadien
endo- (links) und exo-Form (rechts) des Dimers von Cyclopentadien

In Wasser ist Cyclopentadien unlöslich, in Ethanol, Benzol und Ether gut löslich. Der Flammpunkt liegt bei 25 °C, die Zündtemperatur bei 640 °C. Das Gefahrenpotenzial von Cyclopentadien wurde noch nicht ausreichend geprüft. Die Geruchsschwelle liegt bei 5,1–5,2 mg·m−3.

Cyclopentadienyl-Anion[Bearbeiten]

Cyclopentadienyl-
Anion

Aufgrund der Resonanzstabilisierung des Anions kann Cyclopentadien an der Methylengruppe durch Basen wie n-Butyllithium leicht deprotoniert werden. Mit einem pKs-Wert von 16.0 [6] ist Cyclopentadien einer der acidesten Kohlenwasserstoffe. Das Cyclopentadienyl-Anion (Abk.: Cp) besteht aus einem einfach negativ geladenen, aromatischen Fünfringsystem. Es bildet η5-Komplexverbindungen mit Metallkationen, beispielsweise Metallocene, Sandwich- oder Tripeldecker-Komplexe.

\mathrm{C_5H_6 + K \longrightarrow K^+C_5H_5^- + 1/2H_2}
Darstellung des Cyclopentadienyl-Anions

Als Ligand liefert das Cyclopentadienyl-Anion einem Komplex sechs Valenzelektronen.[7]

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

Da Cyclopentadien aufgrund seiner geringen Beständigkeit nur als Dicyclopentadien gehandelt und vertrieben wird, existieren für Cyclopentadien keine Gefahrstoffkennzeichnungs- und Transportvorschriften. Dennoch ist im Umgang mit dem Stoff Vorsicht geboten.

Cyclopentadien ist leichtentzündlich und sehr leicht flüchtig. Seine Dämpfe sind schwerer als Luft und bilden mit dieser explosionsfähige Gemische. Weiterhin reagiert es mit dem Luftsauerstoff und bildet explosive Peroxide. Auch mit einer Reihe anderer Chemikalien geht Cyclopentadien Reaktionen ein, bei denen es zu starker Hitzeentwicklung kommt und teils Entzündungs- oder Explosionsgefahr besteht.

Cyclopentadien wirkt reizend auf Augen, Atemwege und Haut und führt zu Störungen des Zentralnervensystems, in höheren Konzentrationen wirkt es narkotisierend. Aufgrund des deutlichen Geruchs ist mit einer versehentlichen Exposition gegenüber gefährlichen Konzentrationen des gasförmigen Stoffes nicht zu rechnen.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g h Eintrag zu CAS-Nr. 542-92-7 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 11.07.2007 (JavaScript erforderlich).
  2. David R. Lide (Ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90th Edition (Internet Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-130.
  3. JICA: Cyclopentadiene
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. Dicyclopentadien. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 25. Mai 2014.
  6. Carey, Sundberg: Organische Chemie. VCH 1995.
  7.  Christoph Elschenbroich: Organometallchemie. B. G. Teubner Verlag, 2008, ISBN 978-3-8351-0167-8 (Tabelle Valenzelektronen in der Google-Buchsuche).

Siehe auch[Bearbeiten]