Bifenilene: aromaticità, sintesi, reazioni, usi
Il bifenilene è un composto costituito da due anelli benzenici uniti da due legami a ponte con formula (C6H4)2 .
Nonostante la sua struttura, si comporta come un tradizionale idrocarburo policiclico aromatico.
Aromaticità
L’aromaticità e l’antiaromaticità, come definite dalla regola di Hückel, sono concetti importanti che consentono di prevedere le proprietà e la reattività dei composti.
L’aromaticità è una proprietà delle strutture planari, cicliche in cui vi è un orbitale p su ogni atomo.
Tali molecole presentano strutture di risonanza che conferiscono una maggiore stabilità rispetto ad altre disposizioni con lo stesso insieme di atomi.
La regola di Hückel, è utilizzata per determinare se una molecola ha o meno proprietà aromatiche.
L’antiaromaticità è una caratteristica di una molecola ciclica con un sistema di elettroni π che mostra un’energia più elevata a causa della presenza di elettroni π delocalizzati o di elettroni a coppia solitaria in essa.
Sia l’aromaticità che l’antiaromaticità sono esemplificate nel bifenilene, che è una molecola costituita da due anelli benzenici uniti da un anello a quattro membri al centro. Il bifenilene contiene ciclobutadiene antiaromatico e anelli benzenici aromatici.
La fusione alternata tra anelli di benzene e ciclobutadiene (6–4–6 elettroni π) provoca un’attivazione insolita delle strutture π e σ, che conferisce interessanti proprietà spettroscopiche.
L’aromaticità e l’antiaromaticità raramente coesistono in una molecola, ma il bifenilene è uno di questi casi.
La struttura planare è stata uno dei primi sistemi di idrocarburi π-elettronici scoperti a mostrare prove di antiaromaticità. Caratterizzazioni fatte con spettri di diffrazione di raggi X e diffrazione elettronica mostrano una alternanza di lunghezze di legame, con i legami a ponte tra gli anelli benzenoidi che hanno la lunghezza insolitamente grande di 1.524 Å.
Sintesi del bifenilene
Sintetizzato per la prima volta nel 1941, il bifenilene può essere ottenuto attraverso diverse vie
Si ottiene dal bifenile alogenato nelle posizioni 2 e 2’ come il 2,2’-diiodiobifenile in cui si verifica dapprima la chiusura dell’anello in cui è presente lo ione alonio a ponte e poi la formazione con rese abbastanza alte di bifenilene
Può essere ottenuto dal benzino, specie altamente reattiva derivata da un anello aromatico mediante rimozione di due sostituenti .
Un’altra via prevede la N -amminazione dell’ 1 H -benzotriazolo con acido idrossilammina – O -solfonico.
Reazioni
Il bifenilene reagisce con molti complessi di metalli di transizione in cui, dalla scissione di un legame C-C si ottiene un complesso metallociclo.
Quest’ultimo costituisce il precursore di una varietà di reazioni.
Le reazioni di inserzione con piccole molecole portano alla formazione di nuovi derivati aromatici policiclici con l’incorporazione di gruppi funzionali. In molti casi, queste reazioni sono selettive e catalitiche.
Usi del bifenilene
È usato come agente di reticolazione in monomeri reattivi a bassa massa molare e come funzionalizzante reattivo in polimeri ad alto peso molecolare e oligomeri.
Le nuove prospettive
I ricercatori hanno creato la rete di bifenilene condensando 2,5-difluoro-para -fenilene su una superficie d’oro mediante una reazione di deidrofluorurazione. Questo tipo di molecola ha caratteristiche metalliche e in futuro potrebbe essere utilizzata per realizzare cavi per circuiti a base di carbonio
