Адамантан.
Адамантан - это насыщенный углеводород, замечательный тем, что
входящие в его состав атомы углерода имеют то же пространственное
расположение, что и в кристалле алмаза:
Симметрия адамантана очень интересна: в пространстве представляет
собой почти идеальный шар.
Адамантан был открыт в 1933г. чехословацкими исследователями С.
Ландой и В. Махачеком при исследовании состава нефти Годонинского
месторождения. Из тонны этой нефти было выделено несколько граммов
тугоплавкого, но летучего вещества, представляющего собой белый
порошок. Были установлены состав и строение открытого углеводорода.
Ученые дали ему название "Адамантан", которое сразу же
привилось.
Казалось совершенно несомненным, что адамантан, как и все
насыщенные циклические углеводороды, будет устойчив к действию
большинства реагентов, например окислителей. Но малая доступность
нового вещества не позволила провести масштабные исследования его
свойств.
В 1957 г. американский химик П. Шляйер обнаружил, что при обработке
гидрированного дициклопентадиена хлоридом или бромидом алюминия с
выходом 12% образуется адамантан:
А исходное соединение получается крайне просто, в две стадии, из
широко распространенного химического реактива -
циклопентадиена:
Через 3 года фирма "Дюпон" взяла патент на сходный процесс, в
результате которого адамантан образуется уже с выходом 42%.
После того, как адамантан стал доступен, начались исследования его
химических свойств.
Адамантан, как оказалось, действительно с трудом окисляется, но при
реакции с хлором реагирует, давая смеси продуктов сложного состава.
Химик из ФРГ Г. Штеттер обратил внимание на незамеченную ранее
работу С. Ланды, в которой утверждалось, что адамантан легко
реагирует с жидким бромом, давая с почти количественным выходом
1-бромадамантан:
Экспериментальная проверка полностью подтвердила справедливость
этого невероятного сообщения: ведь подобные структуры вообще не
бромируются!
Дальнейшие исследования привели к еще более интересным результатам.
Оказалось, что бромирование адамантана идет не по обычному для всех
углеводородов радикальному механизму, а по ионному механизму, т.е.
с промежуточным образованием ионов.
Казалось совершенно невероятным, что жесткий трехмерный каркас
молекулы адамантана способен деформироваться, чтобы образовать
плоское переходное состояние.
Объяснение оказалось неожиданно простым. Чтобы в ходе реакции
молекула стала более плоской, химические связи должны
деформироваться. В обычных молекулах деформируются в основном
связи, непосредственно примыкающие к реакционному центру, в
результате чего возникают сильные местные напряжения. А в
высокосимметричной молекуле адамантана напряжения не
концентрируются, а равномерно распределяются по всему скелету. В
результате этот углеводород с неожиданной легкостью вступает в
ионные реакции.
В реакциях с участием адамантана обычно замещается атом водорода
при третичном атоме углерода, т.к. он имеет большую подвижность.
Атом брома в 1-бромадамантане легко обменивается на аминогруппу, на
гидроксильную группу и др.
Сейчас синтезировано более тысячи разнообразных производных
адамантана, многие из которых представляют не только теоретический,
но и практический интерес.
Например, радикал адамантил пытаются
ввести в молекулы различных лекарственных веществ, в результате
чего лекарственные вещества приобретают новые свойства.
К лекарствам - производным адамантана относятся:
1) Ремантадин (1-адамантил-1-этиламина гидрохлорид):
Представляет собой белый кристаллический порошок, горький на вкус.
Является специфическим химиотерапевтическим препаратом, оказывающим
профилактическое действие в отношении гриппозной инфекции,
вызванной штаммами вируса типа А2.
2) Адапромин (a-Пропил-1-адамантил-этиламина гидрохлорид).
По химической структуре и действию близок к Ремантадину, но
эффективен в отношении вирусов гриппа А и В.
3) Мидантан (1-Аминоадамантана гидрохлорид):
Препарат был первоначально предложен в качестве противовирусного
средства, эффективного в отношении вирусов гриппа типа А2. В
дальнейшем была обнаружена его активность при паркинсонизме, для
лечения чего он сейчас и применяется.
4) Глудантан (Глюкуронид 1-аминоадамантана):
Сходен по действию с Мидантаном, эффективен при паркинсонизме разл.
этиологии, в частности при нейролептическом и посттравматическом
синдроме. Введение в молекулу препарата глюкуронидного радикала
несколько уменьшает его токсичность по сравнению с Мидантаном и
улучшает его прохождение через гематоэнцефалический барьер.
Кубан.
Кубан - это насыщенный алициклический углеводород с формулой C8H8,
в которой 8 атомов углерода с присоединенным к каждому водородом
образуют куб:
Получен он путем целенаправленного синтеза американскими химиками
Филом Итоном и Томасом Коулом в 1964 г. по следующей методике:
В веществе 1 есть две кетогруппы CO. Одну из них авторы предлагают
защитить реакцией с этиленгликолем. Авторы предполагали, что кубан
нестабилен. Поэтому они предпочли многостадийный процесс, пользуясь
защитной стратегией. На самом деле обе кетогруппы могут быть
превращены в карбоксильные за один этап. При этом существенно
повышается выход кубана.
Как ни странно, цикл кубана более устойчив, чем с разорванной
связью. Поэтому кубан неохотно вступает в реакции, ведущие к
раскрытию цикла.
Целью получения кубана были фундаментальные исследования и кубан
вначале представлял лишь теоретический интерес. Сейчас, 30 лет
спустя, промышленность проявляет интерес к некоторым производным
кубана, которые могут найти применение в качестве лекарств,
взрывчатых веществ и топлив. Они производятся сейчас на опытных
установках в килограммовых количествах.
Призман.
Призман является одним из изомеров бензола (имеет брутто-формулу
C6H6). Лоденберг приписывал бензолу структуру призмана и поэтому
призман называют еще "Бензолом Лоденберга".
Получается призман из еще одного изомера бензола - "Бензола Дьюара"
(бицикло[2.2.0]гексадиен-1,5) путем внутримолекулярного
циклоприсоединения:
Призман неустойчив: за 2 дня при 20О или за 20 мин. при 100О он
изомеризуется в более устойчивую ароматическую структуру -
бензол.
Призман довольно реакционноспособен: ввиду того, что он существует
в равновесии с бицикло[2.2.0]гексадиеном-1,5, он может присоединить
2 атома галогена и проявляет другие свойства, характерные для
изолированных диенов. Все реакции с ним происходят с раскрытием
цикла.
Ввиду своей нестабильности призман представляет лишь теоретический
интерес.
Адамантан
151
0
4 минуты
Темы:
Понравилась работу? Лайкни ее и оставь свой комментарий!
Для автора это очень важно, это стимулирует его на новое творчество!