Spiropentane

Modèle:Infobox Chimie Le spiropentane est un hydrocarbure de formule chimique Modèle:Fchim. C'est le plus simple des cycloalcanes spiro et des triangulanesModèle:,Modèle:,Modèle:,. Plusieurs années ont été nécessaires depuis sa découverte en 1887 pour déterminer sa structureModèle:,Modèle:,. Son nom systématique est spiro[2.2]pentane mais, comme il ne peut avoir d'autre spiropentane isomère, son nom simple sans chiffres ni crochets est non ambigu.

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  Modèle:Centrer

Synthèse

Après avoir produit du cyclopropane en faisant réagir du Modèle:Nobr avec du zinc métallique finement divisé, Gustavson a tenté la même réaction avec du Modèle:Nobr. La substance de départ s'obtient facilement en faisant réagir du pentaérythritol avec de l'acide bromhydrique. Cela donne un composé de formule Modèle:Fchim, nommé vinyltriméthylène dans la publication initiale. Fecht postula en 1907 qu'il devait s'agir de spiropentane, isomère du vinylcyclopropane. Un autre indice appuyant la structure de l'hydrocarbure vient du fait qu'il a également pu être obtenu à partir de Modèle:Nobr.

Formation du spiropentane.

Le spiropentane est difficile à séparer des autres produits de réaction, et les premières procédures aboutissaient à des mélanges impurs. Des décennies plus tard, la méthode de production a été améliorée. L'hydrocarbure spiro peut être séparé des sous-produits ([[2-Méthylbut-2-ène|Modèle:Nobr]], Modèle:Nobr, méthylènecyclobutane) par distillation.

Propriétés

La caractérisation structurelle par diffraction électronique a montré que la longueur des liaisons C–C n'est pas la même avec l'atome de carbone quaternaire (centre spiro) qu'entre les groupes méthylène : elle vaut Modèle:Unité/2 avec l'atome central contre Modèle:Unité/2 entre les groupes Modèle:Nobr. L'angle Modèle:Nobr au niveau du centre spiro vaut 62,2°, ce qui est plus élevé que dans le cyclopropane.

Le chauffage de molécules de spiropentane marquées avec des atomes de deutérium permet de mettre en évidence une topomérisation ou « stéréomutation » semblable à celle du cyclopropane : le Modèle:Nobr s'équilibre ainsi avec le Modèle:Nobr.

Topomérisation du spiropentane.

Gustavson a rapporté en 1896 que le chauffage du spiropentane à Modèle:Tmp le convertissait en d'autres hydrocarbures. Une thermolyse en phase gazeuse de Modèle:Tmp conduit à une expansion du cycle en l'isomère méthylènecyclobutane, ainsi que les produits de fragmentation éthylène et propadiène. Il est probable que la liaison la plus longue — et la plus faible — soit rompue en premier, formant un intermédiaire diradical.

Thermolyse du spiropentane.