Кубан
Кубан пентацикло[4.2.0.02,5.03,8.04,7]октан — химическое соединение с формулой C8H8, каркасный углеводород, атомы углерода которого расположены в пространстве в вершинах куба. Впервые получен в 1964 году Ф. Итоном, профессором химии Университет Чикаго[1]. Является одним из трёх «платоновых углеводородов», наряду с тетраэдраном и додекаэдраном («Октаэдран» и «икосаэдран» нарушают валентность атомов углерода, поэтому их существование маловероятно).[2]
| Кубан | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Общие | |||
| Систематическое наименование |
пентацикло[4.2.0.02,5.03,8.04,7]октан | ||
| Хим. формула | C8H8 | ||
| Физические свойства | |||
| Молярная масса | 104,15 г/моль | ||
| Плотность | 1,29 г/см³ | ||
| Термические свойства | |||
| Температура | |||
| • плавления | 131 °C | ||
| • разложения | 200 °C | ||
| Классификация | |||
| Рег. номер CAS | 277-10-1 | ||
| PubChem | 136090 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| ChEBI | 33014 | ||
| ChemSpider | 119867 | ||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 Медиафайлы на Викискладе | |||
Индивидуальное вещество представляет собой белые кристаллы, хорошо растворимые в органических растворителях.
Вещество обладает очень высокой для углеводородов плотностью — 1,29 г/см³ . Производные кубана (например, октанитрокубан и гептанитрокубан) представляют собой плотные и высокоэффективные взрывчатые вещества.
Получение править
В качестве исходного соединения в оригинальном методе синтеза использован 2-циклопентенон.[3]:
Аллильное бромирование прекурсора N-бромсукцинимидом по Циглеру в тетрахлоруглероде и последующее бромирование образующегося ненасыщенного соединения приводит к образованию 2,3,4-трибромпроизводного циклопентанона. Посредством элиминирования двух эквивалентов бромоводорода из полученного соединения в диэтиловом эфире в присутствии диэтиламина получают бромциклопентадиенон.
Последующая димеризация полученного соединения по реакции Дильса-Альдера протекает самопроизвольно и аналогична димеризации 1,3-циклопентадиена в бициклопентадиен. При этом стерическое отталкивание атомов брома и карбонильных групп благоприятствует формированию эндо-изомера в соответствии с правилом Альдера. Далее одну из кетогрупп стереоселективно защищают этиленгликолем в присутствии п-толуолсульфоновой кислоты (TsOH) в бензоле и проводят фотохимическую внутримолекулярную реакцию [2+2]-циклоприсоединения. Галогенкетонную группировку далее переводят в карбоксилат-ион, используя для этой цели перегруппировку Фаворского, и проводят декарбоксилирование. Наконец, снятие кетальной защиты, повторная перегруппировка Фаворского и декарбоксилирование приводят к получению необходимого продукта.
См. также править
Примечания править
- ↑ Cubane Philip E. Eaton and Thomas W. Cole J. Am. Chem. Soc.; 1964; 86(15) pp 3157 — 3158; doi:10.1021/ja01069a041.
- ↑ Errol G. Lewars. Modeling Marvels: Computational Anticipation of Novel Molecules. — Springer Science & Business Media, 2008-12-05. — 287 с. — ISBN 978-1-4020-6973-4. Архивировано 29 мая 2023 года.
- ↑ The Cubane System Philip E. Eaton and Thomas W. Cole J. Am. Chem. Soc.; 1964; 86(5) pp 962—964; doi:10.1021/ja01059a072