Cyclopentadien

Strukturformel
Strukturformel von Cyclopentadien
Allgemeines
Name	Cyclopentadien
Andere Namen	1,3-Cyclopentadien Cyclopenta-1,3-dien
Summenformel	C5H6
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit mit terpen- bis campherartigem Geruch, durch Polymerisation zunehmend dunkler werdend<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 208-835-4 ECHA-InfoCard 100.008.033 PubChem 7612 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	66,10 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,80 g·cm−3<ref name="GESTIS"/>
Schmelzpunkt	−97 °C<ref name="GESTIS"/>
Siedepunkt	40 °C<ref name="GESTIS"/>
Dampfdruck	479 hPa (20 °C)<ref name="GESTIS"/>
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS"/>
Brechungsindex	1,4440 (20 °C)<ref name="CRC90_3_130">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-130.</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 226​‐​301​‐​311​‐​315​‐​319​‐​335 P: 280​‐​210​‐​241​‐​261​‐​304+340​‐​301+310​‐​303+361+353​‐​235<ref name="GESTIS" />
MAK	nicht festgelegt<ref name="GESTIS"/> Schweiz: 75 ml·m−3 bzw. 200 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 542-92-7 bzw. Cyclopentadien)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Cyclopentadien ist eine farblose Flüssigkeit. Es gehört der Kohlenwasserstoffgruppe der cyclischen 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 bekannteste Beispiel ist der Eisenkomplex Ferrocen.

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

Gewinnung und Darstellung

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 wieder zu Dicyclopentadien dimerisiert. Im Gefrierschrank ist es einige Zeit haltbar.

Dimerisation von Cyclopentadien

Eigenschaften

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.<ref name="Römpp">Eintrag zu Dicyclopentadien. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>

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. Mit einer Mindestzündenergie von 0,67 mJ sind Dampf-Luft-Gemische extrem zündfähig.<ref name="Chen">Hsu-Fang Chen, Chan-Cheng Chen: A quantitative structure activity relationship model for predicting minimum ignition energy of organic substance in J. Loss Prev. Proc. Ind. 67 (2020) 104227, doi:10.1016/j.jlp.2020.104227.</ref> Das Gefahrenpotenzial von Cyclopentadien wurde noch nicht ausreichend geprüft. Die Geruchsschwelle liegt bei 5,1–5,2 mg·m⁻³.

Cyclopentadienyl-Anion

Datei:Cyclopentadienyl-Anion.svg

Cyclopentadienyl-
Anion

Aufgrund der Resonanzstabilisierung des Anions kann Cyclopentadien an der Methylengruppe durch Basen wie n-Butyllithium leicht deprotoniert werden. Auch eine direkte Metallierung mit Alkalimetallen ist möglich:

<math>\mathrm{2 \ C_5H_6 \ + \ 2 \ K \ \longrightarrow \ 2 \ K^+C_5H_5^{\,-} + \ H_2}</math>

Darstellung des Cyclopentadienyl-Anions

Mit einem pK_s-Wert von 16,0<ref>Carey, Sundberg: Organische Chemie. VCH 1995.</ref> ist Cyclopentadien einer der acidesten Kohlenwasserstoffe. Das Cyclopentadienyl-Anion (auch: Cyclopentadienid-Anion, Abkürzung: Cp) besteht aus einem einfach negativ geladenen, aromatischen Fünfringsystem. Es bildet η⁵-Komplexverbindungen mit Metallkationen, beispielsweise Metallocene, Sandwich- oder Tripeldecker-Komplexe. Als η⁵-Ligand liefert das Cyclopentadienyl-Anion einem Komplex sechs Valenzelektronen.<ref name="Elschenbroich_65">Christoph Elschenbroich: Organometallchemie. B. G. Teubner Verlag, 2008, ISBN 978-3-8351-0167-8 (Tabelle Valenzelektronen in der Google-Buchsuche). </ref> Es sind jedoch auch η¹-Komplexe (η³-Komplexe) bekannt, in denen der Cp-Ligand zwei bzw. vier Elektronen beiträgt.

Siehe auch

Datei:Commons-logo.svg

Commons: Cyclopentadien – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Haptizität
• Liste der Liganden-Abkürzungen
• Pentamethylcyclopentadien (Cp*)

Einzelnachweise

<references />