Norbornadien ist ein bicyclischer Kohlenwasserstoff, der als potentieller Kandidat zur Speicherung von Sonnenenergie im Gespräch ist. Es ist auch als Metallligand von Interesse, die in der homogenen Katalyse Verwendung finden. Norbornadien ist auch ein nützliches Dienophil in der Diels-Alder-Reaktion. Verwandte bicyclische Verbindungen sind Norbornen, welches dasselbe Kohlenstoffgerüst, aber nur eine Doppelbindung besitzt, und Norbornan, ebenfalls mit demselben Gerüst, aber ohne Doppelbindungen und somit gesättigt.
Synthese Norbornadien kann durch eine Diels-Alder-Reaktion von Cyclopentadien und Acetylen hergestellt werden. Die Umsetzung verläuft mit einer molaren Reaktionsenthalpie von −117 kJ·mol−1 exotherm.Walsh, R.; Wells, J.M.: The enthalpy of formation of bicyclo[2,2,1]hepta-2,5-diene. Thermodynamic functions of bicyclo[2,2,1]heptane and bicyclo[2,2,1]hepta-2,5-diene in J. Chem. Thermodyn. 7 (1975) 149–154, . rahmenlos|hochkant=1.8|zentriert|Norbornadienesynthese
Eigenschaften Norbornadien bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei etwa −11 °C. Der Explosionsbereich liegt zwischen 1 Vol.‑% (38 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 6,3 Vol.‑% als obere Explosionsgrenze (OEG). Die Zündtemperatur beträgt 350 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2.
Speicherung von Sonnenenergie Quadricyclan, ein Valenzisomer, kann durch eine photochemische Isomerisierung in Gegenwart eines Sensibilisierers wie z. B. Michlers Keton oder Acetophenon erhalten werden.
Dieses Isomerenpaar ist von potentiellem Interesse zur Speicherung von Solarenergie, wenn die Rückreaktion durch eine kontrollierte Führung möglich wird. Die theoretisch speicherbare Energie beträgt −89 kJ/mol.A. D. Dubonosov, Vladimir A. Bren, V. A. Chernoivanov: Norbornadiene – quadricyclane as an abiotic system for the storage of solar energy. In: Russian Chemical Reviews 71 (2002): 917–927. Da die Hauptabsorption dieser Reaktion bei rund 300 nm liegt, aber nur ein geringer Anteile des Sonnenlichts unter 400 nm, ist dieser Einsatz aber begrenzt.
Reaktionen Norbornadien ist ein reaktives Reagenz bei Cycloadditionen und auch ein Startmaterial für die Herstellung von Diamantan und Sumanen. Es wird auch als Acetylenübertrager bei Reaktionen mit Tetrazinen, wie zum Beispiel 3,6-Di-2-pyridyl-1,2,4,5-tetrazin, verwendet.
Verwendung als Ligand Norbornadien ist ein vielseitiger Ligand in der metallorganischen Chemie, wo es als Zwei- oder Vier-Elektronendonator fungiert.Ryo Shintani, Tamio Hayashi: Chiral Diene Ligands for Asymmetric Catalysis, Aldrichimica Acta, 2009, vol. 42, number 2, S. 31–38.
Ein Beispiel hierfür ist das Tetracarbonyl(norbornadien)chrom(0).
Literatur Beyer / Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie, 19. Auflage, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1981, ISBN 3-7776-0356-2, S. 390. Streitwieser / Heathcock: Organische Chemie, 1. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim 1980, ISBN 3-527-25810-8, S. 1351–1352.
Weblinks
Einzelnachweise
Kategorie:Dien Kategorie:Polycyclischer aliphatischer Kohlenwasserstoff