El término ciclofano se refiere históricamente a compuestos que tienen dos grupos p-fenileno uno frente al otro, unidos por puentes de alquilo (- [CH2] n–). Ahora designa compuestos que tienen
Un ejemplo es [2.2] (1,4) (1,4) ciclofano (o 1 (1,4), 4 (1,4) -dibenzenaciclohexafano). Los ciclofanos se utilizan ampliamente en química orgánica porque adoptan conformaciones inusuales debido a tensiones estructurales.
Los tres tipos principales de ciclofanos son [n] metaciclophanes ( I ), s [n] paracyclophanes ( II ) y [n, n '] cyclophanes ( III ). Los prefijos meta y para corresponden a las notaciones habituales en anillos aromáticos y n se refiere al número de átomos en el puente.
También es posible diseñar ciclofanos a partir de metalocenos , compuestos organometálicos aromáticos. Su nombre se derivará del metaloceno seguido del sufijo -phane para recordar la estructura cíclica. Por ejemplo, los ciclofanos construidos alrededor del ferroceno se denominan ferrocenophanes.
Según Donald J. Cram y H. Steinberg, los primeros intentos de sintetizar ciclofano fueron realizados por T. Reichstein y R. Oppenauer en 1933, pero el primer informe sobre ciclofano data de 1949 en la revista Nature de CJ Brown y AC Farthing. En ese momento, Brown y Farthing los llamaron di- p -Xylylene. Fue en 1951 cuando Cram y su equipo propusieron una nueva nomenclatura siguiendo su trabajo sobre diferentes ciclofanos, simétricos o no.
Los paraciclophanes adoptan la conformación de bote que se observa generalmente con los ciclohexanos, pero aún logran mantener su aromaticidad . Cuanto menor es el valor de n, más se desvía la geometría de la molécula del plano. Para [6] paraciclofano, que es uno de los ciclofanos estables, la cristalografía muestra que el átomo de carbono conectado al puente forma un ángulo de 20,5 ° con el plano del resto del ciclo. Los carbonos de bencilo se desvían un ángulo adicional de 20,2 °. La alternancia entre las longitudes de los enlaces carbono-carbono cambia de 0 para el benceno (aromaticidad total) a 39 µm.
En reacciones orgánicas, [6] ciclofano tiende a reaccionar como un derivado de dieno y no como un aromático. La reacción con el dibroma da una adición de 1,4 y con el dicloro se forma una adición de 1,2.
Los calixarenos son ciclofanos individuales, en los que al menos cuatro unidades aromáticas están unidas por puentes de metileno o grupos relacionados. Los calix [4] arenos con grupos hidroxilo en la posición 2 adoptan normalmente una conformación cónica, sin embargo, dependiendo de la naturaleza de los sustituyentes, la interconversión dinámica será más o menos rápida hacia las tres posibles conformaciones parciales.