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Adamantaan
Adamantan
Strukturformel und Molekülmodell
Strukturformel von Adamantan
Molekülmodell von Adamantan
Adamantankristalle
Allgemeines
MolekularformelC10huh16
IUPAC-NameTricyclo[3.3.1.13,7]Dean
Molmasse136,23404 G/Maulwurf
LÄCHELN
C1C2CC3CC1CC(C2)C3
in Chile
1S/C10H16/c1-7-2-9-4-8(1)5-10(3-7)6-9/h7-10H,1-6H2
CAS-Nummer281-23-2
EG-Nummer281-23-2
PubChem9238
BeschreibungWeißes bis fast weißes Pulver
Ähnlich zumemantin, Rimantadin, Amantadin
Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen
Gefährlich für die Umwelt
Warnung
H-SätzeH400
EUH-SätzeNein
P-SätzeP273
Physikalische Eigenschaften
AggregatzustandFest
FarbeWeiß
Dichte1,07 g/cm²
Schmelzpunkt270 °C
Sublimationspunkt209-212 °C
Geometrie und Kristallstruktur
Kristallstrukturkubisch flächenzentriert
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
Portal  Portalsymbol  Chemie

Adamantan ist ein überbrücktorganische Verbindung mit der Bruttoformel C10huh16. Der Name Adamantan kommt von der griechischadamas, welche Diamant meint. Die Struktur von Adamantan ist der von Diamant sehr ähnlich, die Eigenschaften unterscheiden sich jedoch erheblich. Darüber hinaus ist Diamant einer der Allotrope von Kohlenstoff und somit gibt es - im Gegensatz zu Adamantan - keine Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen vorhanden.

Das Molekül kann als 3 vernetzt angesehen werden Cyclohexanringe das alles Stuhlkonformation haben. Adamantan ist das einfachste der Diamantoiden, Kohlenwasserstoffe mit dem General Bruttoformel C4nein 6huh4nein 12.

Geschichte

Adamantan ist ein natürliches Produkt: es kommt in kleinen Mengen in Petroleum vor und wurde zuerst isoliert in 1933 von S. Landa und S. Machacek aus Erdöl aus dem Dorf Hodonín im Mähren. Adamantan wurde erstmals im Labor hergestellt in 1941 durch Vladimir Prelog und R. Seiwerth. Ein praktischer Syntheseweg wurde von P. Schleyer und seinen Mitarbeitern entdeckt. Diese Route wurde später optimiert.

Synthese

Adamantan wird heute aus dem hydriertdimer von Cyclopentadien:

Synthese von Adamantan

Wenn die Verbindung in Chlorwasserstoffgas über einen Palladium-AluminiumoxidKatalysator wird zu Adamantan geführt. Mehr als 10.000 Tonnen Adamantan werden jährlich unter anderem für den Einsatz in Kunststoffen und Pharmazeutika produziert.

Kristallstruktur und Eigenschaften

Adamantan sublimiert (209-212 °C) für die Schmelze (270 °C) und riecht leicht nach Kampfer. Es ist sehr symmetrisches Molekül: es gehört dem PunktgruppeTd.

Röntgenkristallographie und Elektronenbeugung zeigen, dass die Bindungslänge des Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung 154 Uhr Beträge und die Winkel betragen 109,5°. Jedes Kohlenstoffatom ist sp3-hybridisiert. Adamantan kristallisiert in a kubisch flächenzentriertKristallsystem. Es gehört zu den Raumgruppe fm3m und die Länge der Einheitszelle ist 9,426 ± 0,008 EIN. Es gibt 4 Adamantanmoleküle pro Elementarzelle. Die kubische Kristallstruktur ändert sich zu einer weniger symmetrischen tetragonale Struktur (Raumgruppe P421c) mit als Elementarzellenparameter:

  • a = 6,641
  • c = 8,875

Es enthält 2 Adamantanmoleküle pro Elementarzelle.[1] Diese Kristallumwandlung tritt auch auf, wenn Adamantan unter hohem Druck (über 0,5 GPa).[2]

Chemische Eigenschaften und Reaktionen

Adamantan ist ein sehr stabiles Molekül und wenig reaktiv. Reaktionen finden im Allgemeinen am verbrückenden Kohlenstoffatom statt, aber auch der dazwischen liegende Kohlenstoff reagiert unter bestimmten Bedingungen.

Adamantan-Kation

Das Adamantan-Kation (normalerweise Adamantyl-Kation genannt) kann durch Umsetzung von 1-Fluoradamantan mit . hergestellt werden Antimon(V)fluorid. Es Carbokation ist besonders stabil.[3]

Oxidation

Adamantan kann problemlos gehen oxidiert zu den entsprechenden gemacht werden Keton (Adamanton) durch Behandlung mit Schwefelsäure bei 80 °C:

Oxidation von Adamantan

Die gebildete Carbonylgruppe bildet nun einen Ausgangspunkt für die Synthese verschiedener Derivate.

Bromierung

Adamantan reagiert schnell mit verschiedenen Bromierungsreagenzien, wie z dibrom. Der Bromierungsgrad ist abhängig vom verwendeten Katalysator und der Temperatur. Zum Beispiel führt das Erhitzen von Adamantan mit Dibrom zur Bildung von 1-Brom-Damantan, während die Zugabe von Lewis-Säuren (wie Aluminiumchlorid) produziert höher bromierte Derivate.

Bromierung von Adamantan

Bemerkenswerterweise erhöht die Zugabe einer Lewis-Säure die Reaktionsgeschwindigkeit, während Bestrahlung mit Licht noch Zugabe von radikale Initiatoren wirken sich auf die Kinetik der Antwort. Dies zeigt, dass die Bromierung nicht Radikale, verläuft aber ionisch (wahrscheinlich über das stabile Adamantylkation).[1]

Carboxylierung

Die Carboxylierung von Adamantan zum entsprechenden Carbonsäure wird durchgeführt mit Ameisensäure als Reagenz und Tetrachlorkohlenstoff wenn Lösungsmittel:[4]

Carboxylierung von Adamantan

Schwefelsäure und tert-Butanol hinzugefügt, um das intermediäre Adamantylkation zu bilden. Die Carboxylierung selbst findet statt, weil Ameisensäure und Schwefelsäure vor OrtKohlenmonoxid generieren.

Hydroxylierung

Das Alkoholderivat von Adamantan, 1-Hydroxyadamantan, wird hergestellt durch Hydrolyse 1-Bromadamantan in einer wässrigen Lösung von Aceton. Eine alternative Methode ist die Reaktion mit Ozon:[5]

Hydroxylierung von Adamantan

Anwendungen

Adamantan wird in Polymere verwendet, um die Toleranz relativ zu . zu messen Lösungsmittel, andere Chemikalien und Hitze. Einige Derivate von Adamantan sind in der pharmazeutischen Industrie wichtig, wie z Amantadin.

Diamantoide

Adamantan ist das einfachste Beispiel für ein Diamantoid. Höhere Diamantoide, Moleküle, die der molekularen Struktur von Diamant ähneln, wurden aus Erdöl isoliert. Einige dieser Verbindungen wurden auch im Labor synthetisiert. Ein Beispiel ist es Tetramantan. Dies ist auch der erste Diamantoid, der chiral ist. Jedes aufeinanderfolgende Diamantoid hat eine komplexere Struktur. Also existiere von bestaan Pentamantan 9 Isomere mit der Formel C26huh32 und ein Isomer mit der Formel C25huh30.

Siehe auch

Externe Links