Eptazina

Eptazina
Nome IUPAC
1,3,4,6,7,9,9b-Eptaazafenalene
Nomi alternativi
Tri-s-triazina, 1,3,4,6,7,9-Exaazaciclo[3.3.3]azina
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C6H3N7
Massa molecolare (u)	173,14
Aspetto	solido giallo
Numero CAS	204-34-2
PubChem	136027
SMILES	C1=NC2=NC=NC3=NC=NC(=N1)N23
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acqua	insolubile
Temperatura di fusione	>300 °C (573 K)
Indicazioni di sicurezza
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La eptazina o tri-s-triazina è un composto organico con formula C₆N₇H₃, costituito dalla fusione di tre unità s-triazina. In condizioni normali è un solido giallo, debolmente fluorescente, solubile in solventi organici ma decomposto dall'acqua in presenza di luce.

Il nome eptazina è utilizzato anche per i suoi derivati, dove i tre idrogeni sono stati sostituiti da altri gruppi funzionali. Oligomeri e polimeri dell'eptazina sono stati scoperti già nel 19º secolo, ma il loro studio è stato a lungo ostacolato dalla loro generale insolubilità. Questi composti sono usati come ritardanti di fiamma. I derivati dell'eptazina sono diventati oggetto di interesse per potenziali applicazioni in materiali per ottica non lineare, esplosivi, e per la costruzione di metal organic frameworks.

Storia

In un articolo pubblicato nel 1835 Justus von Liebig riporta che Jöns Jacob Berzelius scoprì che l'accensione del tiocianato mercurico Hg(SCN)₂ produceva H₂S, acido cianidrico HCN, e un residuo giallo insolubile. Liebig esaminò questo residuo e ne definì la composizione come (C₂N₃H)_n attribuendogli il nome melone. Negli anni seguenti Leopold Gmelin e Wilhelm Henneberg prepararono altri composti correlati con quelli preparati da Liebig, chiamandoli melonati e ciamelurati.

La struttura di questi composti fu chiarita solo nel 1937 da Linus Pauling e James Holmes Sturdivant. Tramite misure di cristallografia a raggi X stabilirono che i composti contenevano un nucleo C₆N₇ di anelli triazinici fusi, che chiamarono "nucleo ciamelurico". La sintesi dell'eptazina vera e propria è stata descritta solo nel 1982.

Struttura molecolare e configurazione elettronica

L'eptazina cristallizza nel sistema ortorombico, gruppo spaziale Pbca, con costanti di reticolo a = 722,5 pm, b = 2719,3 pm, c = 1385,8 pm, 16 unità di formula per cella elementare. La molecola risulta planare.

Secondo Pauling e Sturdivant, il modo migliore di descrivere la configurazione elettronica dell'eptazina è tramite 20 diverse strutture di risonanza, rappresentate nell'immagine successiva. Nelle ultime tre strutture ci sono 6 possibilità distinte dovute a rotazione e inversione speculare della molecola.

I

II

III - VIII

IX - XIV

XV - XX

Calcoli teorici indicano che nell'eptazina e in alcuni suoi derivati il più basso stato eccitato di tripletto (T1) sia situato ad energia maggiore del più basso singoletto eccitato (S1). È stato quindi sostenuto che l'eptazina costituisca il primo esempio di molecola organica a guscio chiuso che viola la prima regola di Hund.

Note

Bibliografia

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• E. K. Wilson, Old Molecule, New Chemistry. Long-mysterious heptazines are beginning to find use in making carbon nitride materials, su Chemical & Engineering News, 2004. URL consultato il 28 settembre 2022.

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