| Adamantaan | ||||
|---|---|---|---|---|
| Structuurformule en molecuulmodel | ||||
 | ||||
Structuurformule van adamantaan | ||||
 | ||||
Molecuulmodel van adamantaan | ||||
 | ||||
Adamantaankristallen | ||||
| Algemeen | ||||
| Chemische formule | C10H16 | |||
| IUPAC-naam | tricyclo[3.3.1.13,7]decaan | |||
| Molaire massa | 136,23404 g/mol | |||
| SMILES | C1C2CC3CC1CC(C2)C3 | |||
| InChI | 1S/C10H16/c1-7-2-9-4-8(1)5-10(3-7)6-9/h7-10H,1-6H2 | |||
| CAS-nummer | 281-23-2 | |||
| EG-nummer | 281-23-2 | |||
| PubChem | 9238 | |||
| Wikidata | Q351461 | |||
| Beschrijving | Wit tot bijna wit poeder | |||
| Vergelijkbaar met | memantine,rimantadine,amantadine | |||
| Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | ||||
| ||||
| H-zinnen | H400 | |||
| EUH-zinnen | geen | |||
| P-zinnen | P273 | |||
| Fysische eigenschappen | ||||
| Aggregatietoestand | vast | |||
| Kleur | wit | |||
| Dichtheid | 1,07 g/cm³ | |||
| Smeltpunt | 270 °C | |||
| Sublimatiepunt | 209-212 °C | |||
| Geometrie en kristalstructuur | ||||
| Kristalstructuur | kubisch vlakgecentreerd | |||
| Tenzij anders vermeld zijnstandaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1bar). | ||||
| ||||
Adamantaan is eengebrugdeorganische verbinding met als brutoformule C10H16. De naam adamantaan komt van hetGriekseadamas, hetgeendiamant betekent. De structuur van adamantaan lijkt zeer sterk op die van diamant, maar de eigenschappen verschillen wezenlijk. Bovendien is diamant een van deallotropen vankoolstof en zijn er dus - in tegenstelling tot adamantaan - geenkoolstof-waterstofbindingen aanwezig.
De molecule kan opgevat worden als 3 verknooptecyclohexaanringen die allen eenstoelconformatie hebben. Adamantaan is het eenvoudigste derdiamantoïden,koolwaterstoffen met de algemenebrutoformule C4n+6H4n+12.
Adamantaan is eennatuurproduct: het komt in kleine hoeveelheden inaardolie voor en werd voor het eerst geïsoleerd in1933 door S. Landa en S. Machacek uit aardolie uit het dorpHodonín inMoravië. Adamantaan werd voor het eerst in het laboratorium bereid in1941 doorVladimir Prelog en R. Seiwerth. Een praktische syntheseroute werd ontdekt door P. Schleyer en zijn medewerkers. Deze route werd later geoptimaliseerd.
Adamantaan wordt tegenwoordig bereid vanuit hetgehydrogeneerdedimeer vancyclopentadieen:
Als de verbinding inwaterstofchloridegas over eenpalladium-aluminakatalysator wordt geleid ontstaat adamantaan. Jaarlijks wordt meer dan 10.000 ton adamantaan geproduceerd voor onder meer het gebruik in plastics en in geneesmiddelen.
Adamantaansublimeert (209-212 °C) voor hetsmelt (270 °C) en ruikt enigszins naarkamfer. Het is een zeersymmetrische molecule: het behoort tot depuntgroepTd.
Röntgenkristallografie enelektronendiffractie laten zien dat debindingslengte van dekoolstof-koolstofbinding 154pm bedragen en de hoeken 109,5°. Ieder koolstofatoom issp3-gehybridiseerd. Adamantaan kristalliseert uit in eenkubisch vlakgecentreerdkristalstelsel. Het behoort tot deruimtegroep Fm3m en de lengte van deeenheidscel bedraagt 9,426 ± 0,008Å. Per eenheidscel komen 4 adamantaanmoleculen voor. De kubische kristalstructuur gaat over naar een minder symmetrischetetragonale structuur (ruimtegroep P421c) met als eenheidscelparameters:
Hierin komen per eenheidscel 2 adamantaanmoleculen voor.[1] Deze kristaltransformatie treedt ook op wanneer adamantaan onder hogedruk (boven 0,5 GPa) wordt gebracht.[2]
Adamantaan is een zeer stabiele molecule en weinigreactief. Reacties vinden over het algemeen plaats op het bruggende koolstofatoom, maar ook het tussenliggende koolstofatoom reageert onder bepaalde omstandigheden.
Het adamantaan-kation (meestal adamantylkation genoemd) kan bereid worden door 1-fluoradamantaan te laten reageren metantimoon(V)fluoride. Hetcarbokation is bijzonder stabiel.[3]
Adamantaan kan vlotgeoxideerd worden tot het overeenkomstigketon (adamanton) door behandeling met zwavelzuur bij 80 °C:
De gevormdecarbonylgroep vormt nu een startpunt voor de synthese van verscheidene derivaten.
Adamantaan reageert snel met verscheidene bromeringsreagentia, zoalsdibroom. De mate van bromering is afhankelijk van de gebruiktekatalysator en detemperatuur. Zo leidt het verhitten van adamantaan met dibroom tot vorming van 1-broomadamantaan, terwijl onder toevoeging vanlewiszuren (zoalsaluminiumchloride) hogere gebromeerde derivaten ontstaat.
Opmerkelijk is dat het toevoegen van een lewiszuur dereactiesnelheid verhoogt, terwijl bestraling metlicht noch toevoeging vanradicalaire initiatoren een effect hebben op dekinetiek van de reactie. Dit toont aan dat de bromering nietradicalair, maar ionair verloopt (meer dan waarschijnlijk via het stabiele adamantylkation).[1]
De carboxylering van adamantaan tot het overeenkomstigcarbonzuur wordt uitgevoerd metmierenzuur als reagens enkoolstoftetrachloride alsoplosmiddel:[4]
Daarbij worden zwavelzuur entert-butanol toegevoegd om het intermediair adamantylkation te vormen. De carboxylering zelf vindt plaats doordat mierenzuur en zwavelzuurin situkoolstofmonoxide genereren.
Het alcoholderivaat van adamantaan, 1-hydroxyadamantaan, wordt bereid doorhydrolyse van 1-broomadamantaan in een waterige oplossing vanaceton. Een alternatieve methode is de reactie metozon:[5]
Adamantaan wordt inpolymeren gebruikt om de tolerantie ten opzichte vanoplosmiddelen, andere chemische stoffen en hitte te vergroten. Sommige derivaten van adamantaan zijn belangrijk in de farmaceutische industrie, zoalsamantadine.
Adamantaan is het eenvoudigste voorbeeld van een diamantoïde. Hogere diamantoïden, moleculen die gelijken op de moleculaire structuur van diamant, zijn geïsoleerd uit aardolie. Tevens zijn sommige van deze verbindingen in het laboratorium gesynthetiseerd. Een voorbeeld is hettetramantaan. Dit is tevens het eerste diamantoïde datchiraal is. Elk opeenvolgend diamantoïde is qua structuur gezien complexer. Zo bestaan vanpentamantaan 9isomeren met de formule C26H32 en één isomeer met de formule C25H30.
