До амінопохідних трифенілметану належать також барвники — малахітовий зелений і кристалічний фіолетовий:
(СН3)2К
Й(СН3)2
малахітовий зелений
с\
(СН3)2К
Мозес ГОМБЕРГ (1866-1947)
Американський хімік. Член Національної академії наук США.
Засновник хімії вільних радикалів. Уперше одержав (1897) тетрафенілме-тан. Відкрив (1900) існування вільних радикалів. Вивчав також металорга-нічні сполуки. Спільно зі своїм учнем В. Бахманом розробив спосіб конденсації двох арильних радикалів з утворенням похідних дифенілу (реакція Гомберга). Створив перший удалий антифриз для автомобілів.
Президент Американського хімічного товариства (1931).
Й(СН3)2
СІ
К(СН3)2
кристалічний фіолетовий
Малахітовий зелений використовують для фарбування тканин (бавовни, вовни, шовку) у зелений колір, а кристалічний фіолетовий — переважно як кислотно-основний індикатор для титрування у водних і неводних середовищах. У водному середовищі він має
два переходи забарвлення: в інтервалах pН = 0...1,0 жовте забарвлення переходить у зелене, а при pН = 1,0...2,6 — зелене переходить у фіолетове.
Представником гідроксипохідних трифенілметану є фенолфталеїн. Одержують його конденсацією фенолу з фталевим ангідридом у присутності концентрованої сульфатної кислоти. Унаслідок реакції утворюється безбарвна (лактонна) форма фенолфталеїну:
НО
О
фталевий ангідрид
ОН
Н28О4 (конц.); 130 °С
НО
ОН
фенолфталеїн (безбарвна форма)
Фенолфталеїн — біла кристалічна речовина (т. пл. 259—263°С), практично нерозчинний у воді, добре розчиняється в етанолі. Фенолфталеїн використовують
Глава 16
в аналітичній практиці як кислотно-основний індикатор. У кислому і нейтральному середовищах він перебуває в безбарвній лактонній формі, у лужному середовищі (при pН = 8,2... 10,0) набуває малиново-червоного забарвлення внаслідок утворення хіноїдної структури:
НО
ОН
2НС1
фенолфталеїн (безбарвна форма)
фенолфталеїн (форма з малиново-червоним забарвленням)
У сильнолужному середовищі (рН > 12) малиново-червоне забарвлення фенолфталеїну зникає внаслідок утворення солі бензоїдної структури:
фенолфталеїн (форма з малиново-червоним забарвленням)
безбарвна форма
Фенолфталеїн використовують у медицині як проносний засіб при хронічних запорах (пурген).
Глава 17 НЕБЕНЗОЇДНІ АРОМАТИЧНІ СПОЛУКИ
як уже зазначалося, критерієм ароматичності сполуки є наявність у її структурі плоского циклу, що має замкнену кон'юговану систему, яка містить (4n+2) я-електронів. цим вимогам задовольняє ряд сполук, які не містять у своєму складі бензенових циклів. Найважливішими представниками небензоїдних ароматичних систем є циклопентадієніл-аніон, циклогептатриєніл-катіон (тропілій-катіон) та біциклічний вуглеводень азулен.
не—сн
// \\
НС СН
нс=сн
Н(
.^сн
СН
ттр ртт
ні +,Х
н<
ТТ|
(
У
н
^~СН
ГІ<
циклопентадієніл-аніон
циклогептатриєніл-катіон;
азулен
6 ті-електронів (л = 1)
тропішй-катіон 6 я-електронів (л = 1)
ті-електронів (л = 2]
ЦИКЛОПЕНТАДІЄНІЛАНІОН
При взаємодії 1,3-циклопентадієну з металічним натрієм у киплячому ксилені активна метиленова група відщеплює протон, утворюючи циклопентадієнілнатрій, який містить ароматичний циклопентадієніл-аніон:
не—сн
// \\
не сн
X
н н
1,3 -пиклопентадієн
не—сн
// \\
НС _ СН
Н
циклопентадієнілнатрій
У циклопентадієніл-аніоні всі п'ять атомів Карбону знаходяться в sp2 -гібридизації. На п'ятьох р-орбіталях розміщаються шість p-електронів (чотири електрони двох я-зв'язків і два електрони аніонного центру) (рис. 17.1).
Унаслідок перекривання p-орбіталей утворюється замкнена я-електронна хмара, яка має ароматичний секстет електронів. При цьому негативний заряд аніонного центру рівномірно розподіляється поміж п'ятьма атомами Карбону.
Ароматичні властивості циклопентадієніл-аніона підтверджуються його здатністю вступати в реакції електрофільного заміщення (сульфування, азосполучен-ня), а також утворювати стійкі я-комплекси з катіонами двовалентних металів
Глава 17
Н
— Н
5/з2-гібридизований атом Карбону
Рис. 17.1. Схема утворення ароматичної системи циклопентадієніл-аніона
групи Феруму (Ферум, Кобальт, Нікол). При взаємодії циклопентадієнілнатрію із солями Феруму(II) утворюється фероцен (дициклопентадієнілферум):
вигляд зверху
фероцен
Фероцен — представник групи металорганічних сполук, які отримали загальну назву «металоцени».
Методом рентгеноструктурного аналізу встановлено, що циклопентадієніль-ні аніони у фероцені розміщені один над одним у двох паралельних площинах, між якими розташований атом Феруму. Така будова, яка нагадує намазане масло між двома скибками хліба в бутерброді, отримала назву «сендвічевої структури» (від англ. sandwich — бутерброд).
Молекула фероцену — це я-комплекс, який утворюється внаслідок перекривання зв'язуючих я-МО двох циклопентадієніл-аніонів з вакантними АО катіона Феруму.
СОСЖа
Фероцен — типова ароматична сполука. Він стійкий до нагрівання і каталітичного гідрування, вступає в реакції електрофільного заміщення — алкілювання та ацилювання за Фріделем—Крафтсом, сульфування. У техніці фероцен використовують як антидетонатор і термічно стійкий теплоносій. Похідна фероцену — фероцерон — застосовується в медицині для лікування залізодефіцитних анемій.