Кіріспе

Циклобутадиен — формуласы C4H4 болатын органикалық қосылыс. Ол димеризацияға бейімділігіне байланысты өте реактивті. Негізгі қосылысы оқшауланбағанмен, кейбір алмастырылған туындылары тұрақты және циклобутадиеннің бір молекуласы жеткілікті түрде тұрақты. Қосынды бимолекулалық процесте ыдырайтындықтан, бұл түрді 35 К төмен температурада матрицалық оқшаулау әдістерімен байқауға болады. Ол тіктөртбұрышты құрылымды қабылдайды деп есептеледі (немесе екінші реттік) Яхн-Теллер эффектісі, ол молекуланы бұрмалап, симметриясын төмендетеді, үштік күйді синглет негізгі күйіне айналдырады. Тіктөртбұрышты құрылым екі түрлі 1,2-дидеутеро-1,3-циклобутадиен валенттік изомерлерінің болуымен сәйкес келеді. Бұл бұрмалау π электрондарының локалдануын көрсетеді, бұл 4 электроннан тұратын π жүйесінің ароматикалық емес екенін болжайтын Гюкель ережесімен сәйкес келеді. Принцип бойынша, тағы бір жағдай мүмкін. Атап айтқанда, циклобутадиен үштік спин күйін қабылдаса, бұрмаланбаған шаршы геометрияны қабылдауы мүмкін. Теориялық мүмкіндік болғанымен, циклобутадиеннің үштік түрі және оның алмастырылған туындылары ондаған жылдар бойы анықталмай келді. Алайда, 2017 жылы 1,2,3,4-тетракис(триметилсилил)-1,3-циклобутадиеннің шаршы триплеттік қозу күйі спектроскопиялық түрде байқалды және осы қосылыс үшін EST = 13,9 ккал/моль (немесе молекулаға 0,6 эВ) синглет-триплет аралығы өлшенді.

Синтез

Бірнеше циклобутадиен туындылары кеңістіктік кедергісі бар топтармен оқшауланды. Қызғылт сары тетракис(трет-бутил)циклобутадиен оның изомері тетра-трет-бутилтетраэдранның термолизі нәтижесінде пайда болады. Циклобутадиен туындысы тұрақты болғанымен (димеризацияға қатысты), ол O2-мен жанасқанда ыдырайды. Бимолекулалық ыдырау жолдарының басылуы арқасында циклобутадиен жақсы қасиеттер көрсетеді. Сондықтан ол гемикарцеплексте түзілді. Қонақ-ие кешенінен босатылғанда циклобутадиен димеризацияланады, содан кейін циклооктатетраенге айналады. Көптеген әрекеттерден кейін циклобутадиен алғаш рет циклобутадиен темір трикарбонилінің аммоний церий(IV) нитратымен тотығу арқылы алынды.