Tetracyano-etheen

Tetracyanoetheen (TCNE), meer systematisch: dicyanobuteendinitril, is een organische verbinding met de formule $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{N}{\phantom{A}}_4$, of met meer nadruk op de structuur: $(\mathrm{N}\equiv \mathrm{C}){\phantom{A}}_2\mathrm{C}=\mathrm{C}(\mathrm{C}\equiv \mathrm{N}){\phantom{A}}_2$. Het is een kleurloze, vaste stof, hoewel monsters van de stof meestal vuil wit zijn.

Synthese

TCNE wordt gesynthetiseerd via bromering van propaandinitril in aanweziheid van KBr. Hierbij ontstaat een kaliumbromidecomplex dat vervolgens onder invloed van koper gedehalogeneerd wordt.

$\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\underset{H_{2}O,\mathrm{\Delta }}{\overset{8B{r}_2,KBr}{\to }}\mathrm{K}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{[}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{]}}_{\mathrm{4}}$

$\mathrm{K}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{[}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{]}}_{\mathrm{4}}\underset{-KBr,CuB{r}_2}{\overset{Cu,\mathrm{\Delta }}{\to }}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$

Reacties

Oxidatie

Oxidatie van TCNE met waterstofperoxide geeft het overeenkomstige epoxide.

$\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\underset{-4bis10{}^{\circ }C}{\overset{H_2{O}_2,C{H}_{3}CN}{\to }}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\frac{╱O╲}{}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{N}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$

Base

In aanwezigheid van een base reageert TCNE met propaandinitril. Hierbij ontstaan zouten met het pentacyanopropenide-anion:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_2(\mathrm{C}\mathrm{N}){\phantom{A}}_4+\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2(\mathrm{C}\mathrm{N}){\phantom{A}}_2⟶[(\mathrm{N}\mathrm{C}){\phantom{A}}_2\mathrm{C}\underset{\_}{...}\mathrm{C}(\mathrm{C}\mathrm{N})\underset{\_}{...}\mathrm{C}(\mathrm{C}\mathrm{N}){\phantom{A}}_2]{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{C}\mathrm{N}{\phantom{A}}^{-}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$

De ontstane waterstof-ionen worden door de base opgenomen.

Redoxreacties

TCNE is een electronenacceptor. Cyanogroepen hebben lage π* orbitalen, en de aanwezigheid van vier van die groepen, geconjugeerd met de centrale dubbele binding, leidt tot een elektrofiel alkeen. TCNE heeft een redoxpotentiaal van - 0,27 Volt (t.o.v. ferroceen).

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_2(\mathrm{C}\mathrm{N}){\phantom{A}}_4+\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}⟶[\mathrm{C}{\phantom{A}}_2(\mathrm{C}\mathrm{N}){\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$

Het gemak waarmee TCNE elektronen accepteert heeft geleid tot een groot aantal charge transfer complexen en moleculeire stoffen met magnetische eigenschappen.

De lengte van de centrale koolstof-koolstof-binding in TCNE is Sjabloon:Nowrap Bij reductie (het opnemen van een elektron) wordt de binding langer, Sjabloon:Nowrap afhankelijk van het tegenion.

Veiligfheid

In vochtige lucht hydrolyseert TCNE waarbij waterstofcyanide. De stof dient in overeenstemming daarmee behandeld te worden.