Skip to main content
Log in

Die [2n]Cyclophane — ein Kapitel moderner Aromatenchemie

  • Published:
Naturwissenschaften Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Bridged aromatic compounds, the so-called phanes, are in the center of interest of modern aromatic chemistry. The characteristic properties of this class of compounds are particularly well illustrated by the [2n]cyclophanes, hydrocarbons consisting of two benzene rings and at least two ethano bridges. Following some basic considerations on the synthesis of these compounds, their structural parameters are discussed as well as methods allowing the complete bridging of the two aromatic subunits. Most distinct chemical property of the [2n]cyclophanes is their pronounced propensity to participate in addition reactions. The emerging field of metal complexes of the [2n]cyclophanes is discussed for several selected examples, and a chapter on stacked organic molecules, in which up to eight benzene rings are placed on top of each other, concludes this overview.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. Hückel, E.: Z. Phys. 70, 204 (1931); vgl. Hückel, E.: Grundzüge der Theorie ungesättigter und aromatischer Verbindungen. Berlin: Verlag Chemie 1938

    Google Scholar 

  2. Zusammenfassung bei Garratt, P.J.: Aromaticity. London: McGraw-Hill 1971 (dt. Übersetzung: Aromatizität. Stuttgart: Thieme 1973)

    Google Scholar 

  3. Breslow, R., Groves, J.T., Ryan, G.: J. Am. Chem. Soc. 89, 5048 (1967)

    Google Scholar 

  4. Kation 2 wurde zwar bereits 1891 hergestellt, Merling, G.: Ber. dtsch. Chem. Ges. 24, 3108 (1891), sein aromatischer Charakter jedoch erst 1954 erkannt: Doering, W. v. E., Knox, L.H.: J. Am. Chem. Soc. 76, 3203 (1954)

    Google Scholar 

  5. Vogel, E., Roth, H.D.: Angew. Chem. Int. Ed. 3, 228 (1964)

    Google Scholar 

  6. Sondheimer, F., Wolovsky, R.: Tetrahedron Lett. 1959, 3

  7. Auch 5 wurde bereits frühzeitig erhalten, Thiele, J.: Ber. dtsch. Chem. Ges. 33, 666 (1900); eine Zusammenfassung seiner spektroskopischen Daten und zahlreicher Reaktionen in [2], S. 70

    Google Scholar 

  8. Katz, T.J.: J. Am. Chem. Soc. 82, 3785 (1960)

    Google Scholar 

  9. Badger, G.M.: Aromatic Character and Aromaticity. Cambridge Univ. Press 1969

  10. Snyder, J.P. (ed.): Nonbenzenoid Aromatics, Vol. 1 (1963), Vol. 2 (1971). New York: Academic Press

  11. Zur historischen Entwicklung des Aromatizitätsbegriffs siehe Maier, G.: Chem. in uns. Zeit 9, 131 (1975)

    Google Scholar 

  12. Breslow, R., Hoffmann, Jr., J.M.: J. Am. Chem. Soc. 94, 2110 (1972); vgl. Lossing, F.P., Traeger, J.C.: ibid. 97, 1579 (1975)

    Google Scholar 

  13. Literaturübersicht bei Bally, Th., Masamune, S.: Tetrahedron 36, 343 (1980)

    Google Scholar 

  14. Breslow, R., Chu, W.: J. Am. Chem. Soc. 92, 2165 (1970); vgl. Schipperijn, A.J.: Rec. Trav. Chim. Pays-Bas 90, 1110 (1971)

    Google Scholar 

  15. Einer neueren Angabe zufolge sind rund 30% aller heute bekannten organischen Verbindungen Aromaten: Neumüller, O.A., in: Römpps Chemie-Lexikon, Bd. 1, S. 270. Stuttgart: Franckh 1979

    Google Scholar 

  16. Smith, B.H.: Bridged Aromatic Compounds. New York: Academic Press 1964

    Google Scholar 

  17. Fußnote 4 in Kleinschroth, J., Hopf, H.: Angew. Chem. Int. Ed. 21, 469 (1982)

    Google Scholar 

  18. Neumann, P., Vögtle, F.: Tetrahedron 26, 5847 (1970)

    Google Scholar 

  19. Übersicht: Weber, E., Vögtle, F.: Top. Curr. Chem. 98, 1 (1981)

    Google Scholar 

  20. Lüttringhaus, A., Gralheer, H.: Liebigs Ann. Chem. 550, 67 (1940)

    Google Scholar 

  21. Hopf, H.: Chem. in uns. Zeit 10, 144 (1976; vgl. Noble, K.-L.: Dissertation Würzburg 1980

    Google Scholar 

  22. Vögtle, F., Neumann, P.: Synthesis 1973, 85; Top. Curr. Chem. 48, 67 (1974)

  23. Cram, D.J., Steinberg, H.: J. Am. Chem. Soc. 73, 5691 (1951)

    Google Scholar 

  24. Vögtle, F., Rossa, L.: Angew. Chem. Int. Ed. 18, 514 (1979)

    Google Scholar 

  25. Winberg, H.E., Fawcett, F.S.: Org. Synth., Collect. Vol. 5, 883 (1973); Gorham, W.F.: J. Polym. Sci., Part A-1, 4, 3027 (1966)

    Google Scholar 

  26. Hopf, H.: Angew. Chem. Int. Ed. 11, 419 (1972)

    Google Scholar 

  27. Hopf, H.: ibid. 9, 732 (1970)

    Google Scholar 

  28. Böhm, I., et al.: Chem. Ber. 111, 523 (1978)

    Google Scholar 

  29. Menke, K., Weber, G., Hopf, H.: ibid. 113, 531 (1980)

    Google Scholar 

  30. Hopf, H., Lenich, F.T.: ibid. 107, 1891 (1974); Hopf, H., Schön, G.: Liebigs Ann. Chem. 1981, 165; Kleinschroth, J., Hopf, H., Böhm, I.: Org. Synth. 60, 41 (1981)

    Google Scholar 

  31. Lenich, F.T.: Dissertation Karlsruhe 1975

  32. Blickle, P., Hopf, H.: Tetrahedron Lett. 1978, 449

  33. Hopf, H., Kleinschroth, J.: ibid. 1978, 969

  34. Hopf, H., Raulfs, F.W.: unveröffentlicht

  35. Lonsdale, K., Milledge, H.J., Krishna Ras, K.V.: Proc. Roy. Soc (London) A 255, 82 (1960)

    Google Scholar 

  36. Shiah, C.-F., McNally, D., Boyd, R.H.: Tetrahedron 25, 3653 (1969)

    Google Scholar 

  37. Cram, D.J., Cram, J.M.: Acc. Chem. Res. 4, 204 (1971)

    Google Scholar 

  38. Vögtle, F., Rossa, L., Bunzel, W.: Kontakte (Merck) 1982, 37

  39. Boekelheide, V.: Acc. Chem. Res. 13, 65 (1980)

    Google Scholar 

  40. Hopf, H.: Nachr. Chem. Tech. Lab. 28, 311 (1980)

    Google Scholar 

  41. Hopf, H., Menke, K., Trampe, S.: Chem. Ber. 110, 371 (1977). Die Erstdarstellung von 37 gelang Cram, D.J., Truesdale, E.A.: J. Am. Chem. Soc. 95, 5825 (1973); s. auch [49]

    Google Scholar 

  42. Cram, D.J., et al.: Tetrahedron 30, 1757 (1974) und zit. Lit.

    Google Scholar 

  43. Hopf, H., Kleinschroth, J.: Angew. Chem. Int. Ed. 18, 329 (1979)

    Google Scholar 

  44. Hopf, H., Kleinschroth, J.: unveröffentlicht. Die Erstdarstellung von 38 gelang Boekelheide, V., Gray, R.: Angew. Chem. Int. Ed. 14, 107 (1975)

  45. Hopf, H., Menke, K., Gilb, W.: ibid. 16, 191 (1977)

    Google Scholar 

  46. Boekelheide, V., Sekine, Y., Brown, M.: J. Am. Chem. Soc. 101, 3126 (1979)

    Google Scholar 

  47. Hopf, H., El-tamany, S.: Chem. Ber. (im Druck)

  48. Zusammenfassung: Vögtle, F., Hohner, G.: Top. Curr. Chem. 74, 1 (1978); Boekelheide, V., Sekine, Y.: J. Am. Chem. Soc. 103, 1777 (1981). Tatsächlich sind bisher nur die [2n]Cyclophane röntgenographisch untersucht worden, in denen die Ethano-Brücken in identischen Positionen der beiden Benzolkerne verankert sind („Cyclophane mit parallelen Brücken”, vgl. [17]). Ist das nicht der Fall, so spricht man von „skew” oder „schiefen” Phanen, einer Substanzklasse, über die bisher nur wenig bekannt ist; vgl. Hopf, h., Murad, A.E., Kleinschroth, J.: Israel J. Chem. 20, 291 (1980)

    Google Scholar 

  49. Hanson, A.W., Cameron, T.S.: J. Chem. Res. (S) 1980, 336; ibid. (M) 1980, 4201

  50. Hopf, H., Kleinschroth, J., Murad, A.F.: Angew. Chem. Int. Ed. 19, 389 (1980)

    Google Scholar 

  51. Cram, D.J., Truesdale, E.A.: J. Org. Chem. 45, 3974 (1980)

    Google Scholar 

  52. Lindner, H.J.: Tetrahedron 32, 753 (1976)

    Google Scholar 

  53. Elschenbroich, C., Möckel, R., Zenneck, U.: Angew. Chem. Int. Ed. 17, 531 (1978)

    Google Scholar 

  54. Ohno, H., et al.: Tetrahedron Lett. 1977, 265

  55. Laganis, E.D., et al.: Organometallics (im Druck)

  56. Übersicht: Misumi, S., Otsubo, T.: Acc. Chem. Res. 11, 251 (1978)

    Google Scholar 

  57. Wullbrandt, D.: Dissertation Braunschweig 1982

  58. Longone, D.T., Chow, H.S.: J. Am. Chem. Soc. 86, 3898 (1964); 92, 994 (1970)

    Google Scholar 

  59. Brown, C.J., Farthing, A.C.: Nature 164, 915 (1949)

    Google Scholar 

  60. Jarvi, E.T., Whitlock, H.W.: J. Am. Chem. Soc. 102, 657 (1980)

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Hopf, H. Die [2n]Cyclophane — ein Kapitel moderner Aromatenchemie. Naturwissenschaften 70, 349–358 (1983). https://doi.org/10.1007/BF00444209

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00444209

Navigation