ไดอะแมนเทน

ชื่อ
ชื่อ IUPAC เพนตาไซโคล[7.3.1.1 4,12 .0 2,7 .0 6,11 ]เททราเดเคน
ชื่ออื่นๆ รัฐสภา ไดอะดาแมนเทน เดคาไฮโดร-3,5,1,7-[1,2,3,4]บิวเทนเตตระอิลแนฟทาลีน
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	2292-79-7 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
การอ้างอิงของ Beilstein	1904934
ชอีบี	เชบี:38223
เคมสไปเดอร์	109769
PubChem CID	123154
มหาวิทยาลัย	KYM5H16I3I วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID60177464
อินชิ รหัส: ZICQBHNGXDOVJF-UHFFFAOYSA-N นิ้ว=1S/C14H20/c1-7-2-12-10-4-8-5-11(9(1)10)13(3-7)14(12)6-8/h7-14H,1-6H2
รอยยิ้ม C1C5CC2C3C(C4C1C2CC(C3)C4)C5
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	ซี14 เอช20
มวลโมลาร์	188.314  กรัม·โมล−1
รูปร่าง	คริสตัลสีขาวเนื้อแข็ง
ความหนาแน่น	1.092 ± 0.06 กรัม cm −3
จุดหลอมเหลว	244.73 องศาเซลเซียส (472.51 องศาฟาเรนไฮต์; 517.88 เคลวิน)
จุดเดือด	269.5 ± 7.0 °C
ความสามารถในการละลายในน้ำ	ละลายได้น้อย (8.1 × 10 −4กรัม ลิตร−1 )
ความสามารถในการละลายในไดเอทิลอีเทอร์	ละลายได้
บันทึกP	5.556 ± 0.228
ความดันไอ	0.0120 ทอร์
โครงสร้าง
กลุ่มจุด	ดี3 มิติ
โมเมนต์ไดโพล	0 ด
เทอร์โมเคมี[ 1 ]
เอนทาลปีมาตรฐานของการเกิด(Δ f H ⦵ 298 )	-145.9 กิโลจูล/โมล (แก๊ส) -241.9 กิโลจูล/โมล (ของแข็ง)
อันตราย
ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OHS/OSH):
อันตรายหลัก	ระคายเคือง เป็นพิษเฉียบพลันต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ
การติดฉลากGHS : [ 2 ]
ภาพสัญลักษณ์
คำสัญญาณ	คำเตือน
คำเตือนเกี่ยวกับอันตราย	H315 , H319 , H335
คำเตือน	P261 , P264 , P264+P265 , P271 , P280 , P302+P352 , P304+ P340 , P305+P351+P338 , P319 , P321 , P332+P317 , P337+P317 , P362+P364 , P403+P233 , P405 , P501
NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)	0 0 0
จุดวาบไฟ	98.1 °C (208.6 °F; 371.2 K)
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS)	เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุภายนอก (MSDS)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

ไดอะแมนเทน (เรียกอีกอย่างว่าคองเกรสเซน ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่เป็นสมาชิกของไดอะมันทอยด์ซึ่งเป็นไฮโดรคาร์บอนแบบกรงที่มีโครงสร้างคล้ายกับหน่วยย่อยของโครงสร้างผลึกเพชร เป็นของแข็งไม่มีสีซึ่งเป็นหัวข้อการวิจัยมาตั้งแต่การค้นพบในน้ำมันและการแยกออกจากคอนเดนเสทก๊าซธรรมชาติที่อยู่ลึก ไดอะมันทอยด์เช่นไดอะแมนเทนแสดงคุณสมบัติที่ผิดปกติ ได้แก่ พลังงานพื้นผิวต่ำ ความหนาแน่นสูง ความไม่ชอบน้ำสูง และความต้านทานต่อการออกซิเดชัน^{[ 3 ]}

ไดอะแมนเทนเป็นส่วนหนึ่งของตระกูลไดอะมันทอยด์โครงสร้างของสมาชิกในกลุ่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงผลึกเพชร เนื่องจากโครงสร้างพิเศษนี้ ทำให้ไดอะแมนเทนมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าไฮโดรคาร์บอนชนิดอื่น นอกจากนี้ยังส่งผลให้มีความเสถียรทางเคมีและความเสถียรทางความร้อนสูงอีกด้วย

ไดอะแมนเทนเกิดขึ้นตามธรรมชาติในปิโตรเลียมดิบ ปัจจุบันเชื่อกันว่าอะดาแมนเทนและไดอะแมนเทนเกิดขึ้นจากการจัดเรียงตัวใหม่แบบเร่งปฏิกิริยาของไฮโดรคาร์บอนแนฟเทนิกโพลีไซคลิก แม้ว่าจะพบในน้ำมันทั่วไปในความเข้มข้นเพียงเล็กน้อย แต่เนื่องจากความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์สูง ไดอะมันทอยด์เช่นไดอะแมนเทนจึงมีความเข้มข้นตามธรรมชาติโดย กระบวนการ เร่งปฏิกิริยา กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของคอนเดนเซตก๊าซธรรมชาติบางชนิด รวมถึงคอนเดนเซตจากชั้นหินนอร์เฟลต อ่าวเม็กซิโกของสหรัฐอเมริกา และแอ่งแคนาดาตะวันตก^{[ 4 ]}

ไดอะแมนเทนถูกเลือกให้เป็นตราสัญลักษณ์ของการประชุม IUPAC ที่ลอนดอนในปี 1963 และถูกนำมาใช้เป็นเครื่องประดับบนปกของบทคัดย่อ โปรแกรม และสื่อประชาสัมพันธ์ ผู้เข้าร่วมการประชุมได้รับความท้าทายให้สังเคราะห์ไดอะแมนเทน การเตรียมสารเคมีนี้ครั้งแรกประสบความสำเร็จในปี 1965 ด้วยผลผลิต 1% โดยการไอโซเมอไรเซชันของส่วนผสมของนอร์บอร์นีนโฟโตไดเมอร์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิเนียมเฮไลด์อะดาแมนเทนเป็นสารตัวแรก และ "คองเกรสเซน" ซึ่งเป็นชื่อที่ไดอะแมนเทนได้รับในภายหลัง เป็นเพียงสมาชิกตัวที่สองของตระกูลสารประกอบทั้งหมดที่รู้จักกันในชื่อไดอะมันทอยด์ การสังเคราะห์สมาชิกตัวที่สามของชุดในปี 1969 เน้นย้ำถึงความจำเป็นสำหรับแผนการตั้งชื่อกึ่งสามัญที่ครอบคลุมมากขึ้น สารประกอบนี้ได้รับการเปลี่ยนชื่อเป็น "ไดอะแมนเทน" และสมาชิกตัวที่สามได้รับการกำหนดให้เป็น "ไตรอะแมนเทน" ^{[ 5 ]}

ปี 1966 ยังเป็นปีที่แยกไดอะแมนเทนออกจากส่วนที่มีจุดเดือดสูงของน้ำมันดิบโฮโดนิน (ซึ่งค้นพบอะดาแมนเทน) และประสบความสำเร็จในการเพิ่มผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญ (เป็น 10%) แม้ว่าสิ่งนี้จะช่วยให้เริ่มสำรวจเคมีของไดอะแมนเทนได้ แต่ไฮโดรคาร์บอนชนิดนี้ยังคงหาได้ยากในปริมาณมาก ต่อมาไดอะแมนเทนก็หาได้ง่ายขึ้นเช่นเดียวกับอะดาแมนเทน และสามารถศึกษาเคมีของมันได้ง่ายขึ้น^{[ 5 ]}

ไดอะแมนเทนสามารถเตรียมได้โดยการจัดเรียงตัวใหม่โดยใช้กรดลูอิสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาของเตตระเดเคนเพนตาไซคลิกต่างๆ ผลผลิตที่ดีที่สุด (84%) สามารถได้จากทรานส์-เตตระไฮโดร-บินอร์-เอส ขั้นตอนการสังเคราะห์ที่สะดวก ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ด้านล่าง เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงตัวใหม่ของสารประกอบบินอร์-เอสที่ถูกเติมไฮโดรเจน ซึ่งให้ไดอะแมนเทนในผลผลิตประมาณ 70% สารตั้งต้นที่มีความเครียดสูงกว่าอื่นๆ ให้ไดอะแมนเทนในผลผลิตที่ต่ำกว่า (1-47%) เนื่องจากการไม่สมดุล^{[ 5 ]}

การสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการเริ่มต้นด้วยการเกิดไดเมอร์ของนอร์บอร์นาไดอีน ( 1 ) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาผสมระหว่างโคบอลต์โบรไมด์ - ไตรฟีนิลฟอสฟีนและโบรอนไตรฟลูออไรด์อีเทอร์เรต ได เมอ ร์ที่ได้ ( 2 ) จะถูกไฮโดรจิเนตเพื่อให้ได้ไอโซเมอร์เตตระไฮโดร-ไบนอร์-เอส ( 3a–3d ) เป็นผลจากปฏิกิริยาเชิงสเตอริก ทำให้ ได้ 3aและ3bเป็นหลัก ขั้นตอนต่อไปคือการจัดเรียงตัวใหม่ ซึ่งเกิดขึ้นในสารละลายร้อนของไซโคลเฮกเซนหรือคาร์บอนไดซัลไฟด์กับอะลูมิเนียมโบรไมด์ และก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์หลักคือไดอะแมนเทน ( 4 ) ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

ไดอะแมนเทนสามารถผลิตได้โดยการแตกตัว ด้วยความร้อน ของn-อัลเคนสายยาว กลไกสำหรับการแปลงนี้เชื่อว่าเป็นการเติมอนุมูลอิสระ แม้ว่าวิธีนี้จะผลิตไดอะแมนเทนที่ถูกอัลคิเลต (เช่น โมโนซับสติทิวเตด ไดซับสติทิวเตด และไตรซับสติทิวเตดด้วยหมู่เมทิล) อนุพันธ์ของอะดาแมนเทนก็ถูกผลิตในปริมาณที่มากกว่าเช่นกันเนื่องจากมีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์ที่สูงกว่า วิธีนี้ยังผลิตอนุกรมโฮโมโลจิคัลของn-อัลเคนที่มีคาร์บอนมากถึง 35 อะตอมและโค้กด้วยเช่นกัน สมมติฐานที่ว่าสารประกอบไดอะแมนทอยด์สามารถสังเคราะห์ได้ผ่านการแตกตัวด้วยความร้อนนั้นต้องการการตรวจสอบเพิ่มเติม^{[ 9 ]}

ไดอะแมนเทนสามารถถูกไนเตรตได้โดยการบำบัดด้วยไนโตรเนียมเตตระฟลูออโรโบเรต (ในไนโตรมีเทนที่ปราศจากไนไตรล์) เพื่อให้ได้ส่วนผสมของไนโตรไดอะแมนเทนไอโซเมอร์สองชนิด^{[ 10 ]}

การคลอริเนชันด้วยอะลูมิเนียมคลอไรด์และอะเซทิลคลอไรด์จะให้ 1- และ 4-คลอโรไดอะแมนเทนในปริมาณเท่ากัน ในขณะที่การใช้กรดคลอโรซัลโฟนิกจะให้ไอโซเมอร์ 1-คลอโรเป็นหลัก การไฮโดรไลซิสของคลอไรด์จะให้แอลกอฮอล์ที่สอดคล้องกัน ซึ่งสามารถแยกออกจากกันได้ด้วยโครมาโทกราฟีแบบคอลัมน์บนอะลูมินา^{[ 11 ]}