Interstellar detection of the highly polar five-membered ring cyanocyclopentadiene
Interstellar detection of the highly polar five-membered ring cyanocyclopentadiene
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高极性五元环氰基环戊二烯的星际探测
DOI：
10.1038/s41550-020-01213-y
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
14.1
通讯作者：
Willis, Eric R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McCarthy, Michael C.;Lee, Kin Long;Loomis, Ryan A.;Burkhardt, Andrew M.;Shingledecker, Christopher N.;Charnley, Steven B.;Cordiner, Martin A.;Herbst, Eric;Kalenskii, Sergei;Willis, Eric R.
就像六元环一样，五元环在有机化学中无处不在，经常作为更大分子的构建单元，包括许多生物化学重要性。结合实验室旋转光谱和无线电波段对无星云核TMC-1的灵敏谱线调查，我们报告了1-氰基-1，3-环戊二烯（1-cyano-CPD，c-C5 H5 CN）的天文探测，一种高极性的环戊二烯氰基衍生物。1-cyano-CPD的衍生丰度远远大于天体化学模型的预测，这些模型很好地再现了许多碳链的丰度。这一发现意味着，可能需要考虑一个重要的生产机制或一个大型的芳香族物质储存库。其密切相关的异构体2-氰基-1，3-环戊二烯的明显缺乏可能是由于该异构体的较低稳定性，或者可能表明形成1-氰基异构体的选择性更高的途径，也许是从无环前体开始的途径。根据1-氰基CPD的天文发现，讨论了吡咯和吡啶等N-杂环化合物的不存在。
Much like six-membered rings, five-membered rings are ubiquitous in organic chemistry, frequently serving as the building blocks for larger molecules, including many of biochemical importance. From a combination of laboratory rotational spectroscopy and a sensitive spectral line survey in the radio band toward the starless cloud core TMC-1, we report the astronomical detection of 1-cyano-1,3-cyclopentadiene (1-cyano-CPD, c-C5H5CN), a highly polar, cyano derivative of cyclopentadiene. The derived abundance of 1-cyano-CPD is far greater than predicted from astrochemical models that well reproduce the abundance of many carbon chains. This finding implies that either an important production mechanism or a large reservoir of aromatic material may need to be considered. The apparent absence of its closely related isomer, 2-cyano-1,3-cyclopentadiene, may arise from that isomer’s lower stability or may be indicative of a more selective pathway for formation of the 1-cyano isomer, perhaps one starting from acyclic precursors. The absence of N-heterocycles such as pyrrole and pyridine is discussed in light of the astronomical finding of 1-cyano-CPD.
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