Adamantane

Adamantane
Adamantane.JPG Adamantane numbering.svg Adamantane-3D-sticks.png Adamantane-3D-vdW.png
Identifizierung
IUPAC-Name Tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decan
Synonyme

Adamantan

N o CAS 281-23-2
N o ECHA 100.005.457
N o EG 206-001-4
PubChem 9238
ChEBI 40519
LÄCHELN C1C3CC2CC (CC1C2) C3
PubChem , 3D-Ansicht
InChI InChI: 3D-Ansicht
InChI = 1S / C10H16 / c1-7-2-9-4-8 (1) 5-10 (3-7) 6-9 / h7-10H, 1-6H2
InChIKey:
ORILYTVJVMAKLC-UHFFFAOYSA-N
Aussehen farbloser kristalliner Feststoff mit flächenzentrierter kubischer Struktur
Chemische Eigenschaften
Brute Formel C 10 H 16   [Isomere]
Molmasse 136,234 ± 0,0091  g / mol
C 88,16%, H 11,84%,
Dipolares Moment 0 D.
Physikalische Eigenschaften
T ° Fusion 269  ° C.
T ° kochen Sublimation
Löslichkeit löslich in Kohlenwasserstoffen
Volumenmasse 1,08  g · cm -3 bis 20  ° C , fest
Optische Eigenschaften
Brechungsindex = 1,568
Vorsichtsmaßnahmen
Richtlinie 67/548 / EWG
Reizend
Xi Hochentzündlich
F. Symbole  :
Xi  : Reizend
F  : Leichtentzündlich

S-Sätze  :
S28  : Nach Hautkontakt sofort mit reichlich ... waschen (geeignete Produkte vom Hersteller anzugeben).
S37  : Geeignete Handschuhe tragen.
S45  : Im Falle eines Unfalls oder wenn Sie sich unwohl fühlen, suchen Sie sofort einen Arzt auf (zeigen Sie das Etikett, wo möglich).
S24 / 25  : Kontakt mit Haut und Augen vermeiden.

S Sätze  :  24/25, 28, 37, 45,
Einheiten von SI und STP, sofern nicht anders angegeben.

Das Adamantan oder Tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decan ist ein kristalliner Kohlenwasserstoff, farblos mit einem Geruch , der dem von Kampfer ähnelt . Die Summenformel C 10 H 16 ist ein polycyclo- Alkan und auch der einfachste Diamantoid seltene Begriff, die Verbindungen beschreibt , dass in gewisser Hinsicht hier die Struktur, den RECALL - Kohlenstoff - Diamanten . Adamantan wurde 1933 in Erdöl entdeckt . Sein Name leitet sich vom griechischen Ἀδάμας (adamas: "unbezähmbar", von adamastos: "unflexibel, unerschütterlich") ab, da seine Struktur die kubische Struktur des Diamanten und das Suffix ass von Alkanen kopiert . Adamantan ist das stabilste der C 10 H 16 -Isomere .

Synthese

Adamantan wurde erstmals 1941 von Vladimir Prelog synthetisiert . Eine praktischere Methode wurde 1957 von Paul von Rague Schleyer gefunden. Es besteht aus der Hydrierung von Dicyclopentadien, gefolgt von einer durch eine Säure katalysierten intramolekularen Umlagerung  :

Adamantansynthese.png

Struktur

Adamantan besteht aus drei kondensierten Cyclohexanen . Seine molekularen Parameter wurden durch Elektronenbeugung und Kristallographie gemessen . Die Länge der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen beträgt 154 um (1,54 Å), identisch mit der von Diamant, und der Kohlenstoff-Wasserstoff-Abstand beträgt 111,2 um (1,112 Å).

Bei Raumtemperatur kristallisiert Adamantan mit einer kubisch-flächenzentrierten Struktur der Raumgruppe Fm 3 m mit a = 942,6 ± 0,8 & mgr; m und Z = 4. Die vier Moleküle im Netz sind ungeordnet orientiert. Diese Struktur wird durch Abkühlen auf 208 K oder –65,15 ° C oder durch Anlegen eines Drucks von mehr als 0,5  GPa in eine tetragonale Phase umgewandelt, die mit a = 664,1 pm, c = 887,5 pm und Z = 2 zentriert ist .

Der Phasenübergang ist erster Ordnung . Es geht mit Anomalien in der Wärmekapazität, Elastizität und anderen Eigenschaften einher. Während sich die Adamantanmoleküle in der kubischen Phase frei drehen, sind sie insbesondere in der tetragonalen Phase fixiert. Die Dichte zeigt auch einen Anstieg von 1,08 auf 1,18  g / cm 3 und die Entropieänderung einer signifikanten Menge von 1594 J / (mol · K).

Beschäftigung

Adamantan selbst hat nur wenige Anwendungen, da es ein Kohlenwasserstoff ohne chemische Funktion ist . Es wird für bestimmte Fotolithografiemasken in der Mikroelektronik verwendet . Es wird auch bei der Formulierung bestimmter Polymere verwendet .

Für die Festkörper- NMR-Spektroskopie ist Adamantan eine Standardreferenz für chemische Verschiebungen .

In Farbstofflasern kann Adamantan verwendet werden, um die Lebensdauer des Verstärkungsmediums zu verlängern, da es nicht photoionisiert werden kann und seine Absorptionsbanden im ultravioletten Bereich gefunden werden . Die Photoionisierungsenergien von Adamantan und mehreren anderen größeren Diamantoiden wurden kürzlich (2007) bestimmt.

Derivate

Adamantanderivate werden in der Medizin verwendet, beispielsweise Amantadin , Adapalen , Memantin oder Rimantadin . Die 1-Haloadamantane werden auch auf ihr Potenzial für Krebs untersucht, insbesondere zur Behandlung von Leukämie . Kondensierte Adamantane und andere Diamantoide wurden in kleinen Mengen durch fraktionierte Destillation von Erdöl isoliert . Diese Verbindungen sind interessant als molekulare Annäherung an die kubische Struktur von Diamant, die von CH-Bindungen begrenzt wird. Das 1,3-Déshydroadamantan gehört zur Familie der Propellane .

Insgesamt werden jährlich rund 10.000 Tonnen Adamantan und seine Derivate produziert.

Analoge

Viele Moleküle nehmen eine diamantförmige Käfigstruktur an. Besonders nützliche Verbindungen mit dieser Art von Struktur sind P 4 O 6 , As 4 O 6 , P 4 O 10 (= (PO) 4 O 6 ), P 4 S 10 (= (PS) 4 S 6 ) und N 4 ( CH 2 ) 6 .

Anmerkungen

  1. berechnete Molekülmasse von „  Atomgewichte der Elemente 2007  “ auf www.chem.qmul.ac.uk .
  2. http://msds.chem.ox.ac.uk/AD/adamantane.html
  3. V. Vijayakumar et al., Druckinduzierte Phasenübergänge und Zustandsgleichung von Adamantan , J. Phys. Kondens. Matter., 2001, vol. 13 (9), pp. 1961–1972. DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 13/9/318 .
  4. C.G. Windsor, DH Saunderson, JN Sherwood, D. Taylor, GS Pawley, Gitterdynamik von Adamantan in der ungeordneten Phase , Journal of Physics C: Festkörperphysik, 1978, vol. 11 (9), pp. 1741–1759. DOI : 10.1088 / 0022-3719 / 11/9/013 .
  5. (ru) EI Bagrii, Adamantanes: Synthese, Eigenschaften, Anwendungen , Nauka, 1989, pp. 5–57. ( ISBN  5-02-001382-X ) .
  6. http://www.alfa.com/content/msds/french/A14041.pdf
  7. http://www.chemicalland21.com/arokorhi/lifescience/phar/ADAMANTANE.htm
  8. Landa, S.; Machácek, V.; Tschechische Sammlung. Chem. Commun., 1933, 5, p. 1.
  9. Alexander Senning. Elseviers Wörterbuch der Chemoetymologie , Elsevier, 2006. ( ISBN  978-0-444-52239-9 )
  10. Über die Synthese des Adamantans , Prelog, V.; Seiwerth, R.; Berichte, 1941, 74, pp. 1644–1648. DOI : 10.1002 / cber.19410741004
  11. Über eine neue, ergiebigere Darstellung des Adamantans , Prelog, V.; Seiwerth, R.; Berichte, 1941, 74, pp. 1769–1772. DOI : 10.1002 / cber.19410741109
  12. Eine einfache Vorbereitung von Adamantane , Schleyer, P. von R.; J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, pp. 3292–3292. DOI : 10.1021 / ja01569a086
  13. Adamantane , Schleyer, P. von R .; Donaldson, MM; Nicholas, RD; Cupas, C.; OrgSynth, 1973, 5, p. 16.
  14. Fort Raymond C. Jr., Adamantane Paul Von R. Schleyers : Folgen der Diamantoidstruktur Chem. No. Rev., 1964, vol. 64 (3), pp. 277–300. DOI : 10.1021 / cr60229a004 .
  15. Resist-Zusammensetzung und Musterbildungsprozess , Watanabe, Keiji et al.; US-Patentanmeldung 20010006752, 2001.
  16. Chemische Verschiebungsreferenzierung im MAS-Festkörper-NMR , Morcombe, Corey R.; Zilm, Kurt W.; J. Magn. Reson., 2003, 162, pp. 479–486. DOI : 10.1016 / S1090-7807 (03) 00082-X
  17. Experimentelle Bestimmung der Ionisationspotentiale der ersten fünf Mitglieder der Nanodiamant-Reihe , Lenzke, K.; Landt, L.; Hoener, M. et al.; J. Chem. Phys., 2007, 127, S. 084320. DOI : 10.1063 / 1.2773725
  18. Die Chemie anorganischer und metallorganischer Verbindungen mit Adamantan- ähnlichen Strukturen , Vitall, JJ; Polyhedron, 1996, 15, pp. 1585–1642. DOI : 10.1016 / 0277-5387 (95) 00340-1