二氰乙炔(Dicyanoacetylene),又称为低氮化碳2-丁炔二腈IUPAC命名法),是一种元素与元素形成的化合物,化学式为C4N2。这种分子的空间构型为直线形:N≡C−C≡C−C≡N(通常可以简写成NC4N),叁键与单键交替连接形成共轭体系。它可以看做乙炔中的两个氢原子被两个氰基所取代的产物。

二氰乙炔
识别
CAS号 1071-98-3  checkY
PubChem 14068
ChemSpider 13449
SMILES
 
  • N#CC#CC#N
InChI
 
  • 1/C4N2/c5-3-1-2-4-6
InChIKey ZEHZNAXXOOYTJM-UHFFFAOYAR
性质
化学式 C4N2
摩尔质量 76.06 g·mol⁻¹
密度 0.907 g/cm3
熔点 20.5 °C
沸点 76.5 °C
热力学
ΔfHm298K +500.4 kJ/mol
相关物质
相关化学品 低氧化碳
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

在室温下,二氰乙炔是一种澄清的液体。由于它的标准摩尔生成焓正值很大,是一种吸热化合物,它可以爆炸并生成碳粉和氮气。二氰乙炔在常压氧气中燃烧产生蓝白色的火焰,温度高达5261K (4990°C,9010°F),在臭氧中燃烧温度更可达5516K (5243°C,9469°F)[1],该火焰的温度比任何已知物质都要高。

制备

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氮气通过加热到2673至3000K的石墨可以制得二氰乙炔[2]

 

燃烧反应

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有机化学试剂

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二氰乙炔是一种强亲双烯体,因为氰基具有强的吸电子诱导效应和吸电子共轭效应,因此它在Diels-Alder反应中可用于与不活泼的双烯体反应。它甚至能与芳香性的化合物均四甲苯(1,2,4,5-四甲基苯)发生加成反应得到双环辛三烯(bicyclooctatriene)衍生物。[3]只有最活泼的亲双烯体可以进攻这些稳定的芳香化合物。

外层空间

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红外光谱证实,土卫六大气层中存在固态的二氰乙炔。[4]伴随着土卫六的季节变化,这种化合物周期性的凝固熔化,这使得地球上的科学家研究土卫六的天气成为可能。

截止2006年,在星际介质中检测二氰乙炔是不可能的,因为它的对称性导致没有转动光谱信号。然而,结构类似却不对称的分子(例如氰基乙炔)已经被发现,因此科学家猜测这种环境中也存在二氰乙炔。[5]

参见

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参考资料

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  1. ^ Kirshenbaum, A. D.; Grosse, A. V. The Combustion of Carbon Subnitride, C4N2, and a Chemical Method for the Production of Continuous Temperatures in the Range of 5000–6000°K. Journal of the American Chemical Society. 1956, 78 (9): 2020. doi:10.1021/ja01590a075. 
  2. ^ Ciganek, Engelbert; Krespan, Carl G. Syntheses of dicyanoacetylene. The Journal of Organic Chemistry. 1968-02-01, 33 (2): 541–544. doi:10.1021/jo01266a014. 
  3. ^ Weis, C. D. Reactions of Dicyanoacetylene. Journal of Organic Chemistry. January 1963, 28 (1): 74–78. doi:10.1021/jo01036a015. 
  4. ^ Samuelson, R. E.; L. A. Mayo, M. A. Knuckles, and R. J. Khanna. NC4N ice in Titan's north polar stratosphere. Planetary and Space Science. August 1977, 45 (8): 941–948. Bibcode:1997P&SS...45..941S. doi:10.1016/S0032-0633(97)00088-3. 
  5. ^ Kołos, Robert. Exotic isomers of dicyanoacetylene: A density functional theory and ab initio study. Journal of Chemical Physics. August 2002, 117 (5): 2063–2067. doi:10.1063/1.1489992.