트로필륨 이온
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1. 개요
트로필륨 이온(Tropylium ion)은 화학식 C7H7+를 갖는 양이온이다. 1891년 사이클로헵타트라이엔과 브로민의 반응으로 처음 발견되었으며, 적외선 및 자외선 스펙트럼 분석과 X선 결정학을 통해 구조가 밝혀졌다. 트로필륨 이온은 수용액에서 아레니우스 산으로 작용하며, 질량 분석법에서 m/z = 91의 신호로 나타나 벤질기를 포함하는 방향족 화합물의 분석에 활용된다. 친핵체와 반응하여 치환된 시클로헵타트리에인을 형성하며, 수소화 알루미늄 리튬에 의해 환원되거나 산화제로 처리되어 벤즈알데히드로 재배열될 수 있다. 또한 다양한 금속 착물을 형성하기도 한다.
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트로필륨 이온 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
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일반 정보 | |
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IUPAC 명명법 | 사이클로헵타-2,4,6-트라이에닐륨 |
다른 이름 | 트로필륨 사이클로헵타트라이에닐륨 cyc- 사이클로헵타-2,4,6-트라이에닐륨 사이클로헵타-1,3,5-트라이엔 2,4,6-사이클로헵타트라이에닐륨 |
식별 정보 | |
CAS 등록번호 | 4118-59-6 |
ChemSpider ID | 4394444 |
PubChem CID | 5224206 |
SMILES | c1=cc=c[cH+]c=c1 |
StdInChI | 1S/C7H7/c1-2-4-6-7-5-3-1/h1-7H/q+1 |
StdInChIKey | OJOSABWCUVCSTQ-UHFFFAOYSA-N |
InChI | 1S/C7H7/c1-2-4-6-7-5-3-1/h1-7H/q+1 |
InChIKey | OJOSABWCUVCSTQ-UHFFFAOYSA-N |
Beilstein 등록번호 | 1902352 |
속성 | |
분자량 | 탄소 (C): 7 수소 (H): 7 |
전하 | +1 |
녹는점 | -67.41 °C |
끓는점 | 124.98 °C |
구조 | |
점군 | D7h |
분자 모양 | 정칠각형 |
관련 화합물 | |
다른 음이온 | 트로필륨 테트라플루오로붕산염 |
2. 역사
1891년 G. 메를링은 사이클로헵타트라이엔과 브로민의 반응으로부터 수용성 브로민 함유 화합물을 얻었다.[7] 대부분의 알킬 브로마이드와 달리, 이후 트로필륨 브로마이드로 명명된 이 화합물은 물에는 용해되지만 많은 유기 용매에는 용해되지 않았다. 뜨거운 에탄올로부터 결정화하여 정제하였다. 수용성 질산은과의 반응은 즉시 브로민화은을 생성하여 브로마이드의 불안정성을 나타냈다. 트로필륨 브로마이드는 1954년 도어링과 녹스에 의해 적외선 및 자외선 스펙트럼 분석을 통해 염, C7H7+Br-으로 추론되었다.[8][9] 트로필륨 과염소산염 (C7H7+ClO4-) 및 트로필륨 요오드화물 (C7H7+I-)의 이온 구조는 X선 결정학에 의해 확인되었다.[10] 탄소-탄소 결합의 결합 길이는 벤젠 (140 pm)보다 길지만 (147 pm) 에테인 (154 pm)과 같은 전형적인 단일 결합 종보다 짧다.
트로필륨 이온은 수용액에서 아레니우스 산으로 작용하는데, 이는 루이스 산성을 띠기 때문이다. 먼저 루이스 산으로 작용하여 물과 부가물을 형성하고, 이 부가물이 또 다른 물 분자에 양성자를 제공하여 간접적으로 아레니우스 산으로 작용한다.[8]
트로필륨 이온은 질량 분석법에서 ''m''/''z'' = 91의 신호로 자주 나타나며, 벤질기를 포함하는 방향족 화합물의 질량 스펙트럼 분석에 사용된다. 전자 이온화 후, 벤질 단편은 양이온 (PhCH|2|+영어)을 형성하며, 이는 매우 안정한 트로필륨 양이온 (C|7|H|7|+영어)으로 재배열된다.[11]
트로필륨 양이온은 친핵체와 반응하여 치환된 시클로헵타트리에인을 형성한다.
[1]
웹사이트
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http://www.chemspide[...]
2018-12-30
3. 산성도
:C7H7+ + 2 H2O ⇌ C7H7OH + H3O+
(붕산도 이와 유사한 방식으로 산성 수용액을 생성한다.) 평형 상수 값은 1.8×10-5이며, 이는 아세트산과 거의 동일한 수준의 산성을 나타낸다.[8]
4. 질량 분석
질량 분석법에서 트로필륨 이온은 m/z = 91의 신호를 종종 나타낸다. 벤질기를 가진 화합물이 양이온이 된 후 (PhCH|2|+영어), 수소를 잃고 트로필륨 이온(C|7|H|7|+영어)으로 전환된다. 톨루엔의 전자 이온화 질량분석에서 분자 이온 피크는 M = 92 (C7H8+)인데, 가장 큰 피크는 M=91 (C7H7+)의 트로필륨 이온에서 나타나며, M = 93은 탄소 13을 포함하는 톨루엔 이온에 의한 것이다.
5. 반응
수소화 알루미늄 리튬에 의한 환원은 시클로헵타트리에인을 생성한다.
나트륨 또는 리튬의 시클로펜타디에나이드 염과의 반응은 세스퀴풀발렌인 7-시클로펜타디에닐시클로헵타-1,3,5-트리에인을 생성한다.
크롬산과 같은 산화제로 처리하면 트로필륨 양이온은 벤즈알데히드로 재배열된다.
트로필륨 이온의 많은 금속 착체가 알려져 있다. 한 예로 [Mo(''η''7-C7H7)(CO)3]+가 있는데, 이는 시클로헵타트리에인 몰리브덴 트리카르보닐로부터 수소화물 제거에 의해 제조된다.
참조
[2]
서적
Nomenclature of Organic Chemistry: IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013
"[[Royal Society of Chemistry|The Royal Society of Chemistry]]"
2014
[3]
웹사이트
Tropylium
https://pubchem.ncbi[...]
2018-12-30
[4]
간행물
molecule
[5]
문서
[6]
웹사이트
Tropylium fluoborate Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.1138 (1973); Vol. 43, p.101 (1963).
http://orgsyn.org/or[...]
2012-08-29
[7]
논문
Ueber Tropin
1891
[8]
논문
The Cycloheptatrienylium (Tropylium) Ion
1954
[9]
논문
Aromaticity as a Cornerstone of Heterocyclic Chemistry
2004
[10]
논문
Crystal structures of tropylium perchlorate and iodide
1960
[11]
논문
Tropylium Ion Formation from Toluene: Solution of an Old Problem in Organic Mass Spectrometry
1994
[12]
서적
Reactions and Reagents
Krishna Prakashan Media
[13]
논문
Cycloheptatriene and -enyl Complexes of the Early Transition Metals
1995
[14]
웹사이트
tropylium ions
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