C60H4: Kinetik und Thermodynamik der mehrfachen Addition an C60 †
Dr. Craig C. Henderson
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Chemistry of Organic Materials, Sandia National Laboratories Albuquerque, NM 87185-0368 (USA) Telefax: Int. + 505/844-9624Search for more papers by this authorDiese Arbeit wurde vom US Department of Energy (Laboratory Directed Research and Development Program, DE-AC04-94AL85000) gefördert.
Abstract
Identisch sind das Hauptprodukt der kinetisch kontrollierten Reaktion von C60 oder C60H2 mit BH3 und das thermodynamisch stabilste C60H4-Isomer 1. Dies konnte durch ab-initio-Rechnungen vorausgesagt und experimentell belegt werden.
References
- 1 Zu C60XY siehe a) C. C. Henderson, P. A. Cahill, Science 1993, 259, 1885; b) A. Hirsch, A. Soi, H. R. Karfunkel, Angew. Chem. 1992, 104, 808; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1992, 31, 766; c) A. Hirsch, T. Grosser, A. Skiebe, A. Soi, Chem. Ber. 1993, 126, 1061; d) N. Matsuzawa, D. A. Dixon, T. Fukunaga, J. Phys. Chem. 1992, 96, 7594; e) C. C. Henderson, P. A. Cahill, Chem. Phys. Lett. 1992, 198, 570; f) S. Ballenweg, R. Gleiter, W. Krätschmer, Tetrahedron Lett. 1993, 34, 3737.
- 2 Zu C70XY siehe Lit [7]; H. R. Karfunkel, A. Hirsch, Angew. Chem. 1992, 104, 1529; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1992, 31, 1468; Lit [1c]; C. C. Henderson, C. M. Rohlfing, P. A. Cahill, Vorgestellt bei der Tagung der American Chemical Society, August 1993.
- 3 Eine neue übersicht zur Chemie der Fullerene: R. Taylor, D. R. M. Walton, Nature 1963, 363, 685; siehe auch A. Hirsch, Angew. Chem. 1993, 105, 1189; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1993, 32, 1138.
- 4 Die Numerierung entspricht der in Abb. 2 in R. Taylor, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 1993, 813:
- 5 Die Isolierung von 1 wurde zunächst auf der Frühjahrstagung der Materials Research Society vorgestellt, San Francisco, CA, USA, April 1993. Auch die Bildung einiger C60H4- und C70H4-Isomere durch die Reduktion mit Diimid wurde beschrieben: R. Taylor, Vorgetragen auf der Tagung der American Chemical Society, August 1993; A. G. Avent, A. D. Darwish, D. K. Heimbach, H. W. Kroto, M. F. Meidine, J. P. Parsons, C. Remars, R. Roers, O. Ohashi, R. Taylor, D. R. M. Walton, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 1994, 15. In Tabelle 1 dieser Veröffentlichung sollte Isomer 1,2,57,58 durch 1,2,55,60 ersetzt werden. Wir danken R. Taylor für einen Vorabdruck dieser Arbeit.
- 6 N. Matsuzawa, T. Fukunaga, D. A. Dixon, J. Phys. Chem. 1992, 96, 10747.
- 7 C. C. Henderson, C. M. Rohlfing, P. A. Cahill, Chem. Phys. Lett. 1993, 213, 383.
- 8 Für die Gleichgewichtseinstellung zwischen 7,8- und 1,9-C70H2 wurde eine sehr gute übereinstimmung zwischen der exprimentell bestimmten Differenz der Freien Energien (1.4 ± 0.2 kcal mol−1) und der Differenz der HF/6-31G*-Gesamtenergien (1.3 kcal mol−1) erzielt: C. C. Henderson, C. M. Rohlfing, K. T. Gillen, P. A. Cahill, Science, im Druck. Das 1,9-Isomer ist sowohl das Produkt der kinetisch kontrollierten Hydroborierung/Hydrolyse als auch das thermodynamisch stabilste Isomer.
- 9 GAUSSIAN 92: M. J. Frisch, G. W. Trucks, M. Head-Gordon, P. M. W. Gill, M. W. Wong, J. B. Foresman, B. G. Johnson, H. B. Schlegel, M. A. Robb, E. S. Replogle, R. Gomberts, J. L. Andres, K. Raghavachari, J. S. Binkley, C. Gonzalez, R. L. Martin, D. J. Fox, D. J. DeFrees, J. Baker, J. J. P. Stewart, J. A. Pople, Gaussian Inc., Pittsburgh, PA, USA, 1992.
- 10 Die relativen Energien anderer C60H4-Isomere, besonders derjenigen mit einem 1,4-Additionmuster, können innerhalb des Bereichs der Energien der Isomere liegen, die in Tabelle 1 aufgelistet sind.
- 11 C. J. Welch, W. H. Pirkle, J. Chromatogr. 1992, 609, 89.
- 12 L. M. Jackman, S. Sternhell, Applications of Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy in Organic Chemistry, 2. Aufl., Pergamon, Oxford, 1969, S. 336.
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