Aliphatische Azoverbindungen, XIII: cis‐ und trans‐1‐Azonorbornan

Abstract

Die Isomerisierungsgeschwindigkeit von cis-in iruns-1-Azonorbornan (1) folgt bei 96.6"C linear dem Polaritatsparameter E : ' in verschiedenen aprotischen Losungsmitteln. Die geringe Steigung -0.034 dieser Korrelation deutet auf einen theoretisch vorgeschlagenen einfachen Inversionsmechanismus. In protischen Losungsrnitteln verlauft die Isomerisierung vie1 schneller, wofiir ein durch H-Brijcken begiinstigter Rotationsmechanismus moglich gehalten wird. Reaktionsenthalpie und Aktivierungsparameter der cis-rrans-Isomerisierung und die Aktivierungsparameter der Thermolyse von trans-1-Azonorbornan gestatten die Aufstellung eines vollstandigen Enthalpiediagramms. Die Struktur von cis-1 wurde durch Rontgenanalyse bei -60°C bestimmt. Die starke Winkeldeformation und der normale NN-Abstand im Kristall werden durch Kraft feldrechnungen richtig wiedergegeben. Aliphatic Azo Compounds, XI11 cisand frans-I-AzonorbornaneThe rates of isomerisation of cis-1-azonorbornane to the trans-isomer at 96.6"C in a series of aprotic solvents follow a linear correlation with E:' . The small slope of this correlation -0.034 argues for isomerisation via semilinearisation in agreement with theory. In protic solvents the isomerisation proceeds faster possibly due to a faster isomerisation by bond rotation which could be favoured by H-bonding. The heat and the activation parameters of the isomerisation and the activation parameters of thermal decomposition of iruns-1-azonorbornane allow the construction of a complete enthalpy diagram of this system. The structure of cis-t-azonorbornane was determined by X-ray analysis at -60°C. The observed angle deformations and the normal NNbond lengths are reproduced by force field calculations.cis-und trans-1-Azonorbornan (cis-1 und iruns-1) nehmen unter den aliphatischen Azoverbindungen Sonderstellungen ein 2).Das iruns-Isomere ist, wegen der hohen Spannung der bei der Thermolyse entstehenden 1-Norbornylradikale, eines der stabilsten rrans-reri-Azoalkane3.4J. Das cis-Isomere5j ist, neben cis-1-Azobicyclo[Z.l .llhexan2) das einzige kristallin isolierte cis-teri-Azoalkan. Im Gegensatz zu ande-Chem. Ber. 114(1981)

Electron‐Transfer‐Catalyzed cis → trans Isomerization of 1,1′‐Azonorborane. Prototype of a reversible two‐stage storage system

“…We have been interested in the thermal cis -+ trans isomerization of aliphatic azo compounds for a long time [4]. Aside from cis-azobicyclo[2.1. llhexane [5], cis-1 ( = (Z)-1,l'-azobicyclo[2.2. llheptane) is one of the few acyclic cis-azoalkanes that can be handled ') Electron-Transfer-Catalyzed Reactions, Part 11.…”

“…Part I: [2]. and purified at room temperature without isomerization [4] [6]. Thermal cis + trans isomerization of 1 proceeds at 9l"with a half-life time of 1 h [7].…”

“…Many arguments support inversion at one N-atom as the most plausible mechanism for the thermal cis + trans isomerization [7] [S]. The driving force for the reaction is the high exothermicity of the isomerization (AH,,,, = -68 kJ/mol) [4] [7].…”

“…~ Pure cis-1 was prepared as described in [4]. For UV analysis, one chamber of a tandem cuvette was filled with 0.8 ml of a 0 .…”

“…The difference between the two solvents obviously results from the fact that in CH2C1, traces of HC1 are present [17]. Thus, a H+-catalyzed cis + trans isomerization, a well-documented reaction in azo chemistry [4] [5], superimposes the radical-chain process.…”