Indene

Indene
Nome IUPAC
	1H-indene
Nomi alternativi
	benzociclopentadiene; biciclo[4.3.0]nona-1,3,5,7-tetraene
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C9H8
Massa molecolare (u)	116,16
Numero CAS	95-13-6
Numero EINECS	202-393-6
PubChem	7219
SMILES	C1C=CC2=CC=CC=C21
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	0,997
Indice di rifrazione	1,595 (20 °C)
Costante di dissociazione acida a 298 K	~ 10-20,1 (in DMSO)
Solubilità in acqua	insolubile
Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua	3,02
Temperatura di fusione	-1,8 °C
Temperatura di ebollizione	181,6 °C
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	H226-H304
Consigli P	P301+P310-P331
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L'indene o 1H-indene è un idrocarburo aromatico biciclico avente formula molecolare C₉H₈. Esso è composto da un anello benzenico fuso con l'anello pentaatomico del ciclopentadiene, da cui l'altro nome tradizionale benzociclopentadiene.^[2] L'indene ha un isomero meno stabile, l'isoindene, con il metilene in posizione 2 (2H-indene).^[3]

Presenza in natura

L'indene si trova in natura in frazioni di catrame di carbone bollente intorno a 175-185 °C. Esso può essere ottenuto riscaldando questa frazione con sodio per precipitare il solido "sodio-indene." Questo passaggio sfrutta l'acidità debole dell'indene dimostrata dalla sua deprotonazione da parte del sodio metallico per dare il derivato indenilico. Il sodio-indene viene riconvertito in indene per distillazione in corrente di vapore della miscela.^[4]

Proprietà e reattività

L'indene è un composto endotermico, ΔH_ƒ° = +110,6 kJ/mol.^[5] In condizioni ambiente si presenta come un liquido incolore se puro, di odore aromatico e infiammabile; praticamente insolubile in acqua ma solubile nei solventi organici. Il principale uso industriale dell'indene è nella produzione di resine termoplastiche indene/benzofurano.^[6]

L'indene può polimerizzare (sebbene meno facilmente del ciclopentadiene o dello stirene).^[7] Per reazione con sodio in etanolo viene idrogenato ai carboni 2 e 3, dando l'indano C₉H₁₀.^[8]

La sua ossidazione con acido dicromico porta all'acido omoftalico (acido o-carbossilfenilacetico). Condensa con ossalato di etile in presenza di etossido di sodio per formare l'estere indene-ossalico, e con aldeidi o chetoni in presenza di alcali per formare benzofulveni. Questi ultimi sono molto colorati.

Struttura e aromaticità

Nella molecola dell'indene l'anello benzenico è ovviamente aromatico (6 elettroni π), mentre l'altro, come accade per il ciclopentadiene, è solo potenzialmente tale: il C metilenico è ibridato sp³ e in tal modo impedisce la continuità di coniugazione nell'anello pentaatomico;^[9] può divenire aromatico per semplice deprotonazione in ambiente sufficientemente basico a dare il suo anione (C₉H₇⁻), anione che è esattamente isoelettronico all'indolo, composto eterociclico aromatico.^[10]

Per lo stesso motivo, l'indene è un idrocarburo relativamente acido (pK_a ≈ 20),^[11] sebbene parecchio meno del ciclopentadiene (pK_a = 16),^[12] di cui rappresenta il benzoderivato. Nell'anione che in tal modo si forma sono presenti 10 elettroni π, come nel naftalene, quindi con delocalizzazione più estesa che nell'idrocarburo neutro e maggiore stabilità. In conseguenza della sua maggiore acidità, per trattamento con reattivi organolitio, l'indene fornisce i corrispondenti composti litio-indenilici (una reazione di transmetallazione):

C₉H₈ + R-Li → LiC₉H₇ + R-H

Per la relativa acidità dei suoui idrogeni metilenici, l'indene è anche il precursore dell'anione indenile o indenuro (C₉H₇⁻), un ligando anionico correlato al ciclopentadienuro (Cp) e, come questo, usato in chimica organometallica, dando luogo a vari complessi metallici.^[13]

Note

^ Bordwell FG,, Equilibrium acidities in dimethyl sulfoxide solution,, in Accounts of Chemical Research, vol. 21, 1988, pp. 456-463, DOI:10.1021/ar00156a004.
^ GESTIS-Stoffdatenbank, su gestis.dguv.de. URL consultato il 12 settembre 2024.
^ Joseph J. Gajewski, 1 - Introduction, Academic Press, 1º gennaio 2004, pp. 1–9, DOI:10.1016/b978-012273351-2/50002-6, ISBN 978-0-12-273351-2. URL consultato il 12 settembre 2024.
^ Gerd Collin, Rolf Mildenberg, Mechthild Zander, Hartmut Höke, William McKillip, Werner Freitag, Wolfgang Imöhl “Resins, Synthetic” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Wiley-VCH, Weinheim, 2000.
^ Indene, su webbook.nist.gov.
^ (EN) A. Mizote, T. Tanaka e T. Higashimura, Cationic polymerization of cyclic olefins, in Journal of Polymer Science Part A-1: Polymer Chemistry, vol. 4, n. 4, 1966-04, pp. 869–879, DOI:10.1002/pol.1966.150040413. URL consultato il 13 settembre 2024.
^ (EN) Franco Cataldo, Ransel Barzaga e D. Aníbal García-Hernández, A study on poly(indene), in Journal of Macromolecular Science, Part A, vol. 61, n. 7, 2 luglio 2024, pp. 454–464, DOI:10.1080/10601325.2024.2354406. URL consultato il 13 settembre 2024.
^ I. L. Finar, ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles, Fourth Edition, Longmans, 1963, p. 724.
^ R. O. C. Norman e J. M. Coxon, Principles of organic synthesis, 3rd ed, Blackie Academic & Professional, 1993, p. 223, ISBN 978-0-7514-0126-4.
^ (EN) Haijun Jiao, Paul von Ragué Schleyer e Yirong Mo, Magnetic Evidence for the Aromaticity and Antiaromaticity of Charged Fluorenyl, Indenyl, and Cyclopentadienyl Systems, in Journal of the American Chemical Society, vol. 119, n. 30, 1º luglio 1997, pp. 7075–7083, DOI:10.1021/ja970380x. URL consultato il 13 settembre 2024.
^ Michael Smith e Jerry March, March's advanced organic chemistry: reactions, mechanisms, and structure, Eighth edition, John Wiley, 2020, p. 64, ISBN 978-1-119-37179-3.
^ John McMurry, Organic chemistry, 8e, Brooks/Cole, Cengage Learning, 2012, p. 544, ISBN 978-0-8400-5444-9.
^ (EN) Joseph M. O'Connor e Charles P. Casey, Ring-slippage chemistry of transition metal cyclopentadienyl and indenyl complexes, in Chemical Reviews, vol. 87, n. 2, 1º aprile 1987, pp. 307–318, DOI:10.1021/cr00078a002. URL consultato il 12 settembre 2024.

Voci correlate

Altri progetti

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Collegamenti esterni

W. v. Miller, Rohde, "Zur Synthese von Indenderivaten", in Berichte der deutschen chemischen gesellschaft, vol. 23, 1890, p. 1881-1886, DOI:10.1002/cber.18900230227.
W. v. Miller, Rohde, Zur Synthese von Indenderivaten, in Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, vol. 23, 1890, pp. 1887–1902, DOI:10.1002/cber.18900230228.
I. L. Finar, Organic Chemistry, Longman Scientific & Technical, 1985, ISBN 0-582-44257-5.

Controllo di autorità	GND (DE) 4161475-6

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[1] Bordwell FG,, Equilibrium acidities in dimethyl sulfoxide solution,, in Accounts of Chemical Research, vol. 21, 1988, pp. 456-463, DOI:10.1021/ar00156a004.

[2] GESTIS-Stoffdatenbank, su gestis.dguv.de. URL consultato il 12 settembre 2024.

[3] Joseph J. Gajewski, 1 - Introduction, Academic Press, 1º gennaio 2004, pp. 1–9, DOI:10.1016/b978-012273351-2/50002-6, ISBN 978-0-12-273351-2. URL consultato il 12 settembre 2024.

[4] Gerd Collin, Rolf Mildenberg, Mechthild Zander, Hartmut Höke, William McKillip, Werner Freitag, Wolfgang Imöhl “Resins, Synthetic” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Wiley-VCH, Weinheim, 2000.

[5] Indene, su webbook.nist.gov.

[6] (EN) A. Mizote, T. Tanaka e T. Higashimura, Cationic polymerization of cyclic olefins, in Journal of Polymer Science Part A-1: Polymer Chemistry, vol. 4, n. 4, 1966-04, pp. 869–879, DOI:10.1002/pol.1966.150040413. URL consultato il 13 settembre 2024.

[7] (EN) Franco Cataldo, Ransel Barzaga e D. Aníbal García-Hernández, A study on poly(indene), in Journal of Macromolecular Science, Part A, vol. 61, n. 7, 2 luglio 2024, pp. 454–464, DOI:10.1080/10601325.2024.2354406. URL consultato il 13 settembre 2024.

[:0-8] I. L. Finar, ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles, Fourth Edition, Longmans, 1963, p. 724.

[9] R. O. C. Norman e J. M. Coxon, Principles of organic synthesis, 3rd ed, Blackie Academic & Professional, 1993, p. 223, ISBN 978-0-7514-0126-4.

[10] (EN) Haijun Jiao, Paul von Ragué Schleyer e Yirong Mo, Magnetic Evidence for the Aromaticity and Antiaromaticity of Charged Fluorenyl, Indenyl, and Cyclopentadienyl Systems, in Journal of the American Chemical Society, vol. 119, n. 30, 1º luglio 1997, pp. 7075–7083, DOI:10.1021/ja970380x. URL consultato il 13 settembre 2024.

[11] Michael Smith e Jerry March, March's advanced organic chemistry: reactions, mechanisms, and structure, Eighth edition, John Wiley, 2020, p. 64, ISBN 978-1-119-37179-3.

[12] John McMurry, Organic chemistry, 8e, Brooks/Cole, Cengage Learning, 2012, p. 544, ISBN 978-0-8400-5444-9.

[13] (EN) Joseph M. O'Connor e Charles P. Casey, Ring-slippage chemistry of transition metal cyclopentadienyl and indenyl complexes, in Chemical Reviews, vol. 87, n. 2, 1º aprile 1987, pp. 307–318, DOI:10.1021/cr00078a002. URL consultato il 12 settembre 2024.

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