กรดโครโคนิก
กรดโครโคนิก (หรือที่รู้จักกันในชื่อ4,5-ไดไฮดรอกซีไซโคลเพนทีน ไตรโอน , กรดโครซิกหรือกรดเพนทาโกนิก ) เป็นสารประกอบทางเคมีที่มีสูตรC H O หรือ(C=O) (COH) มี โครงสร้างหลัก เป็นไซโคลเพนทีน โดยมีหมู่ไฮด รอกซิลสองหมู่ติดกับพันธะคู่ และ หมู่ คีโตน สาม หมู่บน อะตอม คาร์บอน ที่เหลือ ไวต่อแสง[ 1 ]ละลายได้ในน้ำและเอทานอล[ 2 ]และเกิดเป็นผลึกสีเหลืองที่สลายตัวที่อุณหภูมิ 212 °C [ 3 ]
สารประกอบนี้มีฤทธิ์เป็นกรดและสูญเสียโปรตอนจาก หมู่ ไฮดรอกซิล (p K =0.80 ± 0.08และ p K =2.24 ± 0.01ที่ 25 °C) [ 4 ] [ 5 ]แอนไอออนที่เกิดขึ้นได้แก่ไฮโดรเจนโครโคเนตC HO − 5 [ 1 ]และโครโคเนตC O 2− 5ก็มีความเสถียรเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งไอออนโครโคเนตเป็นอะโรมาติก[ 6 ]และสมมาตร เนื่องจากพันธะคู่และประจุลบจะกระจายตัวไปทั่วหน่วย CO ทั้งห้าหน่วย (ด้วยอิเล็กตรอนสองตัว กฎของฮักเคลหมายความว่านี่คือโครงสร้างอะโรมาติก) โครโคเนตของ ลิเธียมโซเดียมและโพแทสเซียมตกผลึกจากน้ำเป็นไดไฮเดรต[ 7 ]แต่เกลือโพแทสเซียมสีส้มสามารถทำให้เกิดโมโนไฮเดรตได้[ 1 ] [ 4 ]โครโคเนตของแอมโมเนียมรูบิเดียมและซีเซียมตกผลึกในรูปแอนไฮดรัส[ 7 ]เกลือของแบเรียมตะกั่วเงินทองแดง เหล็ก สังกะสี นิก เกล แมงกานีส โคบอลต์ อะลูมิเนียม และโครเมียมก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน[ 1 ] [ 8 ]
กรดโครโคนิกยังสามารถสร้างอีเทอร์ ได้ เช่นไดเมทิลโครโคเนต ซึ่งอะตอมไฮโดรเจนของหมู่ไฮดรอกซิลจะถูกแทนที่ด้วยหมู่แอลคิล
ประวัติศาสตร์
กรดโครโคนิกและโพแทสเซียมโครโคเนตไดไฮเดรตถูกค้นพบโดยเลโอโปลด์ กเมลิ น ในปี 1825 ซึ่งตั้งชื่อสารประกอบเหล่านี้จากภาษากรีก κρόκοςที่แปลว่า " ดอกโครคัส " หรือ "ไข่แดง" [ 7 ] โครงสร้างของแอมโมเนียมโครโคเนตถูกกำหนดโดยเบนซิเกอร์และคณะในปี 1964 โครงสร้างของK C O · 2H Oถูกกำหนดโดยดันิตซ์ในปี 2001 [ 9 ]
โครงสร้าง
ในสถานะของแข็ง กรดโครโคนิกมีโครงสร้างที่แปลกประหลาดซึ่งประกอบด้วยแถบพับ โดยแต่ละ "หน้า" ของแถบเป็นวงแหวนระนาบของโมเลกุลC O H จำนวน 4 โมเลกุล ที่ยึดติดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน [ 7 ] ในไดออกเซนจะมีโมเมนต์ไดโพลขนาดใหญ่ 9–10 Dในขณะที่โมเลกุลอิสระคาดว่าจะมีไดโพล 7–7.5 D [ 10 ] ของแข็งเป็นเฟอร์โรอิเล็กทริกที่มีจุดคิวรีสูงกว่า400 K (127 °C)ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นผลึกอินทรีย์ที่มีโพลาไรเซชันแบบเกิดขึ้นเองสูงสุด (ประมาณ 20 μC/cm 2 ) นี่เป็นผลมาจากการถ่ายโอนโปรตอนระหว่างโมเลกุลที่อยู่ติดกันในแต่ละแผ่นพับ มากกว่าการหมุนของโมเลกุล[ 10 ]
ใน เกลือ โลหะอัลคาไล ที่เป็นของแข็ง แอนไอออนโครโคเนตและแคตไอออนอัลคาไลจะก่อตัวเป็นคอลัมน์ขนานกัน[ 7 ]ในเกลือผสมK (HC O )(C O ) · 2H Oซึ่งประกอบด้วยไดแอนไอออนโครโคเนตC O 2− 5 หนึ่งตัว และโมโนแอนไอออนไฮโดรเจนโครโคเนต ( HC O − 5 หนึ่ง ตัว) ไฮโดรเจนจะถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างหน่วยโครโคเนตที่อยู่ติดกันสองหน่วย[ 7 ]
เกลือของแอนไอออนโครโคเนตและอนุพันธ์ของมันเป็นที่น่าสนใจใน การวิจัย เคมีเหนือโมเลกุลเนื่องจากศักยภาพของ ผลกระทบ การเรียงซ้อนแบบ πซึ่งอิเล็กตรอนที่กระจายตัวของแอนไอออนโครโคเนตสองตัวที่เรียงซ้อนกันจะทำปฏิกิริยากัน[ 11 ]
การกำหนดค่าอินฟราเรดและรามานบ่งชี้ว่าการปรับสมดุลของความยาวพันธะคาร์บอน-คาร์บอน ซึ่งส่งผลให้เกิดการกระจายตัวของอิเล็กตรอน เกิดขึ้นพร้อมกับการเพิ่มขนาดของไอออนประจุลบสำหรับเกลือ[ 6 ]ผลลัพธ์นี้ทำให้เกิดการตีความเพิ่มเติมว่าระดับความเป็นอะโรมาติกจะเพิ่มขึ้นสำหรับเกลือตามขนาดของไอออนประจุลบ การศึกษาเดียวกันนี้ได้ให้ การคำนวณ DFT ทางกลศาสตร์ควอนตัม สำหรับโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดและสเปกตรัมการสั่น ซึ่งสอดคล้องกับการค้นพบจากการทดลอง ค่าดัชนีทางทฤษฎีของความเป็นอะโรมาติกที่คำนวณได้ก็เพิ่มขึ้นตามขนาดของไอออนประจุลบเช่นกัน
ไอออนโครโคเนตก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนผลึกไฮ เดร ตกับแคตไอออนสองวาเลนต์ของโลหะทรานซิชันโดยมีสูตรทั่วไปM(C O ) · 3H Oโดยที่ M หมายถึงทองแดง (ให้ของแข็งสีน้ำตาล) เหล็ก (สีม่วงเข้ม) สังกะสี ( สีเหลือง) นิกเกล (สีเขียว) แมงกานีส (สีเขียวเข้ม) หรือโคบอลต์ (สีม่วง) สารประกอบเชิงซ้อนเหล่านี้ทั้งหมดมี โครงสร้างผลึก แบบออร์โธ รอมบิกเหมือนกัน ซึ่งประกอบด้วยโซ่ของไอออนโครโคเนตและไอออนโลหะสลับกัน โครโคเนตแต่ละตัวจะจับกับโลหะก่อนหน้าด้วย อะตอม ออกซิเจน หนึ่งอะตอม และจับกับโลหะถัดไปผ่านออกซิเจนสองอะตอมตรงข้ามกัน ทำให้เหลือออกซิเจนสองอะตอมที่ไม่จับกัน โลหะแต่ละตัวจะจับกับออกซิเจนของโครโคเนตสามอะตอมและโมเลกุลน้ำหนึ่งโมเลกุล[ 8 ]แคลเซียมยังก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีสูตรเดียวกัน (สีเหลือง) แต่โครงสร้างดูเหมือนจะแตกต่างกัน[ 8 ]
แอนไอออนโครโคเนตยังสร้างสารประกอบกับแคตไอออนไตรวาเลนต์ เช่นอะลูมิเนียม (สีเหลือง) โครเมียม (สีน้ำตาล) และเหล็ก (สีม่วง) สารประกอบเหล่านี้ยังรวมถึงหมู่ไฮดรอกซิลและน้ำไฮเดรชั่น และมีโครงสร้างผลึกที่ซับซ้อนกว่า[ 8 ] ไม่พบหลักฐานของพันธะแบบแซนด์วิชระหว่างอิเล็กตรอนที่กระจายตัวและโลหะ (ดังที่เห็นในเฟอร์โรซีนเป็นต้น) [ 8 ]แต่แอนไอออนสามารถสร้างสารเชิงซ้อนโลหะที่มีรูปแบบพันธะที่หลากหลาย โดยเกี่ยวข้องกับอะตอมออกซิเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมไปจนถึงห้าอะตอม[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
สื่อที่เกี่ยวข้องกับกรดโครโคนิกในวิกิมีเดียคอมมอนส์