Die Herstellung von Cyclopentadien wird in der Regel nicht von Dicyclopentadien unterschieden, da sie sich gegenseitig umwandeln. Sie werden aus Steinkohlenteer (etwa 10-20 g/Tonne) und durch Dampfkracken von Naphtha (etwa 14 kg/Tonne) gewonnen. Zur Gewinnung von Cyclopentadienmonomer wird handelsübliches Dicyclopentadien durch Erhitzen auf etwa 180 °C gecrackt. Das Monomer wird durch Destillation gewonnen und bald darauf verwendet.
Sigmatrope UmlagerungBearbeiten
Die Wasserstoffatome in Cyclopentadien erfahren schnelle -sigmatrope Verschiebungen, wie 1H-NMR-Spektren zeigen, die bei verschiedenen Temperaturen aufgenommen wurden. Noch fluxioneller sind die Derivate C5H5E(CH3)3 (E = Si, Ge, Sn), bei denen das schwerere Element mit einer niedrigen Aktivierungsbarriere von Kohlenstoff zu Kohlenstoff wandert.
Diels-Alder-ReaktionenEdit
Cyclopentadien ist ein hochreaktives Dien in der Diels-Alder-Reaktion, da im Vergleich zu anderen Dienen nur eine minimale Verzerrung des Diens erforderlich ist, um die Hüllgeometrie des Übergangszustands zu erreichen. Bekannt ist, dass Cyclopentadien dimerisiert. Die Umwandlung erfolgt bei Raumtemperatur innerhalb von Stunden, aber das Monomer kann bei -20 °C tagelang gelagert werden.
DeprotonierungBearbeiten
Die Verbindung ist für einen Kohlenwasserstoff ungewöhnlich sauer (pKa = 16), was durch die hohe Stabilität des aromatischen Cyclopentadienyl-Anions, C
5H-
5, erklärt wird. Die Deprotonierung kann mit einer Vielzahl von Basen erfolgen, insbesondere mit Natriumhydrid, Natriummetall und Butyllithium. Salze dieses Anions sind im Handel erhältlich, darunter Natriumcyclopentadienid und Lithiumcyclopentadienid. Sie werden zur Herstellung von Cyclopentadienylkomplexen verwendet.
MetallocenderivateBearbeiten
Metallocene und verwandte Cyclopentadienylderivate wurden intensiv erforscht und stellen aufgrund ihrer hohen Stabilität einen Eckpfeiler der metallorganischen Chemie dar. Das erste charakterisierte Metallocen, Ferrocen, wurde so hergestellt, wie viele andere Metallocene hergestellt werden: durch Kombination von Alkalimetallderivaten der Form MC5H5 mit Dihalogeniden der Übergangsmetalle: Als typisches Beispiel bildet sich Nickelocen bei der Behandlung von Nickel(II)-chlorid mit Natriumcyclopentadienid in THF.
NiCl2 + 2 NaC5H5 → Ni(C5H5)2 + 2 NaCl
Organometallische Komplexe, die sowohl das Cyclopentadienyl-Anion als auch das Cyclopentadien selbst enthalten, sind bekannt, ein Beispiel dafür ist das Rhodocen-Derivat, das aus dem Rhodocen-Monomer in protischen Lösungsmitteln hergestellt wird.
Organische SyntheseBearbeiten
Es war das Ausgangsmaterial in Leo Paquettes 1982 durchgeführter Synthese von Dodekahedran. Der erste Schritt bestand in der reduktiven Dimerisierung des Moleküls, um Dihydrofulvalen zu erhalten, und nicht in der einfachen Addition, um Dicyclopentadien zu erhalten.
