金刚烷
樟脑气味的无色晶体
金刚,分子式C₁₀H₁₆,它的碳架结构相当于金刚石晶格网络中的一个晶胞,故得名金刚烷。它是一种脂环烃,具有类似樟脑的气味,是无色晶体,容易结晶,其衍生物可以用作药物。
金刚烷简介
中文别名:三环[3.3.1.1(3.7)]癸烷
溴化铒:Adamantane
英文别名:Tricyclo[3.3.1.1(3,7)]decane
CAS号:281-23-2
分子式:CH
分子量:136.23
纯度:≥99.0%
MDL号:MFCD00074719
Beilstein号:1901173
EC号:206-001-4
卤代物:2种
二卤代物:6种
1932年捷克人Landa等人从南摩拉维亚地区油田的石油分馏物中发现了金刚烷。1933年利用X射线技术证实了其结构。
金刚烷最早是由旅居瑞士南斯拉夫王国化学家普雷洛格(Vladimir Prelog)于1941年通过逐步合成法经历二十几步合成的。
当时金刚烷是一个相当金贵的化合物。
1957年美国普林斯顿大学的化学家施莱尔(Paul Schleyer)在试图用氯化铝做催化剂将内型的氢化双环戊二烯加热转化成外型异构体的实验时无意中发现产物中含有大约10%的金刚烷副产物。施莱尔抓住了这个机会,通过优化条件提高了金刚烷的产率。于是只要从廉价的石化产品环戊二烯二聚体两步即可制得金刚烷。从此金刚烷的价格像雪崩一样掉了下来,成为一个十分便宜易得的化合物。
在二十世纪五十年代,金刚烷合成新方法的出现正应了“天时、地利、人和”这句话。因为在那个时代物理有机化学的研究刚好大规模开展起来。人们开始通过新技术来系统研究有机化学的机理过程,并提出了很多相关理论。当时的研究涉及化合物的结构对反应速度的影响,人们需要往化合物中引入一种合适的带大位阻基团来考察反应发生的变化,金刚烷基成了一种理想的大位阻基团,而它的价格又非常适时地下降到可以接受的程度。
除此以外,由于金刚烷的特殊笼状结构引起化学界的浓厚兴趣,滋生了笼状化合物化学的诞生。到后来发现金刚烷胺有抗病毒活性,更得到了药学界的格外关注。化学界围绕金刚烷的系统研究已经形成了一门独立的学科:金刚烷化学。
结构
金刚烷的碳架结构相当于是金刚石晶格网络中的一个晶胞。故得金刚烷这个名字。金刚烷是一种含有10个和16个氢原子的环状四面体烃,其基本结构是椅形环己烷,它是一种高度对称和非常稳定的化合物。
采取金刚烷型结构的化合物有:PO、AsO、PO(= (PO)O)、PS(= (PS)S)和N(CH)等。
制备
由四氢化双环戊二烯在三卤化氢氧化铝催化下发生重排反应制得,其衍生物可作耐热剂、耐溶剂化学稳定剂、光敏材料原料、环氧树脂固化剂、合成润滑剂及药物。
催化氢化
双环戊二烯兰尼镍加入高压釜中,先以氮气置换釜内空气,再通氢反应,得四氢二聚环戊二烯。
异构化
四氢二聚环戊二烯加入干燥的搪玻璃罐内,再加入无水氯化铝,35℃下搅拌溶解,然后3h内向其中慢慢滴入水,并逐步将反应温度提高至75℃,反应5h后降温至40℃,加水溶解三氯化铝后,蒸馏,收集蒸出的金钢烷,滤干,用少量丙洗涤,得金钢烷成品。
性状描述
白色结晶粉末;溶于有机溶剂,不溶于水;有升华性,具有芳香味
物理参数
密度:1.07g/mL(20℃)
熔点:266-268℃
毒性与安全
具有刺激性,可刺激眼睛、皮肤和呼吸系统。
大鼠经口 LD50为≥ 10 毫克/ 公斤。
起火时可使用干砂、干粉、二氧化碳和泡沫灭火器。
贮藏运输
密封阴凉干燥通风保存。可用纸板桶内衬塑料袋、编织袋内衬塑料袋、塑料桶或金属桶外普通木箱密封包装。贮存于阴凉、通风、干燥的库房中,防火防高温、防暴晒雨淋。贮存和运输时勿与氧化性物质混放。
外观
一种脂环烃,具有类似 樟脑的气味。分子式 C10H16 。分子中的排列方式相当于金刚石晶格中的部分碳原子排列。存在于石油中,含量约为百万分之四。无色晶体,它的结构高度对称,分子接近球形,在 晶格中能紧密堆积。熔点 268℃(封管),是烷烃中最高的,相对密度1.07。容易结晶。它的桥头碳原子( 即1,3,5,7)上的氢易发生 取代反应。例如金刚烷与过量溴作用,生成1-溴金刚烷;与 二氧化氮在 175℃下反应,生成 1- 硝基金刚烷;用 三氧化铬冰醋氧化,生成1-金刚醇。金刚烷也可由四氢 双环戊二烯氯化铝存在下异构化制得。它的衍生物可以用作药物,例如1- 氨基金刚烷盐酸盐和1-金刚烷基 乙胺盐酸盐能防治由A2病毒引起的流行性感冒。金刚烷的 一氯代物有2种。
中文名称:金刚烷
溴化铒:Adamantane
别名:Silver sulfadiazine Sulfadiazine sailver salt 4-Amino-N-pyrimidin-2-ylbenzenesulphonamidato-NN,O1)silver
更多名称:4-Amino-N-2-pyrimidinylbenzenesulfonamide monosilver(1+) salt Flamazine Dermazine Geben
CAS号:281-23-2
分子式:C10H16
分子量:136.234
SMILES:C1C2CC3CC1CC(C2)C3
物性数据
1. 性状:白色针状结晶。
2. 密度(g/mL,25/4℃):1.07
3. 液相标准燃烧热()(kJ·摩尔1):-4110.9
4. 熔点(ºC,封管):268(seal)
5. 气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-6087.1
6. 气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) :-134.6
7. 折射率:1.568
8. 液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1):213.0
9. 比旋光度(º ):未确定
10. 自燃点或引燃温度(ºC):未确定
11. 蒸气压(kPa,25ºC):未确定
12. 饱和蒸气压(kPa,60ºC):未确定
13. 燃烧热(KJ/摩尔):未确定
14. 临界温度(ºC):未确定
15. 临界压力(KPa):未确定
16. 油水(正辛醇/水)分配系数的对数值:未确定
17. 爆炸上限(%,V/V):未确定
18. 爆炸下限(%,V/V):未确定
19. 溶解性:能升华,溶于水。
20.熔点(ºC):169.6-170.8
生产方法
金刚烷存在于石油中,含量约为百万分之四。金刚烷可由 双环戊二烯催化 氢化得四氢二聚环戊二烯,再在 氯化铝存在下异构化制得。
工艺过程如下:
1.催化氢化 将 二聚环戊二烯和催化剂加入高压釜,用氮置换釜内空气。然后开动搅拌通氢反应。前半阶段压力为0.5-0.7MPa,后半阶段压力为1.5-2MPa,温度120℃,约需12h至不吸氢为止。静置3-4h,分层,抽样化验,含烯烃应在2%以下。
2.异构化 将四氢 二聚环戊二烯加入干燥的搪玻璃罐内,再加入 碘化钠三氯化铝,35℃保温,搅拌溶解。在3h内滴加入水,并逐步将温度提高到75℃,反应5h后降温到40℃,加水破坏氯化铝,开始水蒸汽蒸馏,收集蒸出的金刚烷,滤干,用少量 丙酮洗涤,得金刚烷。
用途
金刚烷是一种含有10个和16个氢原子的环状四面体烃,其基本结构是椅形环己烷,它是一种高度对称和非常稳定的化合物。
金刚烷具有以下特点:
(1)对光非常稳定;
(2)润滑力好;
(3)极度亲油:
(4)基本无臭味,是升华物;
(5)虽然反应活性不如 苯,但是合成其衍生物非常容易。
主要用于抗癌、抗肿瘤等特效药物的合成等。也可用来制备高级润滑剂、照相感光材料表面活性剂、杀虫剂、催化剂等。它的桥头碳原子( 即1,3,5,7)上的氢易发生取代反应。例如金刚烷与过量溴作用,生成1-溴金刚烷;与二氧化氮在 175℃下反应,生成 1-硝基金刚烷;用三氧化铬冰醋氧化,生成1-金刚醇。它的衍生物可以用作药物,例如1-氨基金刚烷盐酸盐和1-金刚烷基乙胺盐酸盐能防治由A2病毒引起的流行性感冒
金刚烷用于合成金刚烷衍生物。可用作耐热剂、耐溶剂化学稳定剂、合成润滑剂、光敏材料原料;环氧树脂固化剂;化妆品及表面活性剂的中间体等。也可用来制造特种有机高分子化合物,尤其是光学及光敏材料;还可用于汽油生产、助催化剂、润滑油,也可用作农业化学品及日用化学品等,是一种良好的新型有机材料。
系统编号
CAS号:281-23-2
MDL号:MFCD00074719
EINECS号:206-001-4
RTECS号:YK0493000
BRN号:1901173
分子结构
1、摩尔折射率:42.22
2、摩尔体积(m3/mol):139.4
3、等张比容(90.2K):337.8
4、表面张力(dyne/cm):34.4
5、介电常数(F/m):无可用
6、极化率(10-24cm3):16.73
应用范围
用于合成金刚烷衍生物。常用作药物中间体,亦可用作光敏材料原料;环氧树脂固化剂;化妆品及表面活性剂的中间体等。
在医药﹑高分子材料﹑润滑油﹑表面活性剂﹑感光材料﹑催化剂﹑农药等领域有广泛有途,为新一代精细化工原料。
急救措施
必要的急救措施描述
一般的建议
请教医生。出示此安全技术说明书给到现场的医生看。
如果吸入,请将患者移到新鲜空气处。如果停止了呼吸,给于人工呼吸。请教医生。
在皮肤接触的情况下用肥皂和大量的水冲洗。请教医生。
在眼睛接触的情况下用大量水彻底冲洗至少15分钟并请教医生。
如果误服切勿给失去知觉者从嘴里喂食任何东西。用水漱口。请教医生。
操作处置
安全操作的注意事项
避免接触皮肤和眼睛。防止粉尘和气溶胶生成。
在有粉尘生成的地方,提供合适的排风设备。
安全储存的条件,包括任何不兼容性
贮存在阴凉处。容器保持紧闭,储存在干燥通风处。
废弃处置
废物处理方法
产品
将剩余的和未回收的溶液交给处理公司。
与易燃溶剂相溶或者相混合,在备有燃烧后处理和洗刷作用的化学焚化炉中燃烧
污染了的包装物
作为未用过的产品弃置。
运输信息
UN编号
欧洲陆运危规: 3077 国际海运危规: 3077 国际空运危规: 3077
联合国(UN)规定的名称
欧洲陆运危规: ENVIRONMENTALLY HAZARDOUS SUBSTANCE, 固体, N.O.S. (Adamantane)
国际海运危规: ENVIRONMENTALLY HAZARDOUS SUBSTANCE, SOLID, N.O.S. (Adamantane)
国际空运危规: Environmentally hazardous substance, solid, n.o.s. (Adamantane)
运输危险类别
欧洲陆运危规: 9 国际海运危规: 9 国际空运危规: 9
包裹组
欧洲陆运危规: III 国际海运危规: III 国际空运危规: III
环境危险
欧洲陆运危规: 是 国际海运危规 海运污染物: 是 国际空运危规: 是
对使用者的特别预防
进一步的信息
危险品独立包装,液体5升以上或固体5公斤以上,每个独立包装外和独立内包装合并后的外包装上都必须有EHS标识 (根据欧洲 ADR 法规 2.2.9.1.10, IMDG 法规 2.10.3),
参考资料
目录
概述
金刚烷简介
结构
制备
性状描述
物理参数
毒性与安全
贮藏运输
外观
物性数据
生产方法
用途
系统编号
分子结构
应用范围
急救措施
操作处置
废弃处置
运输信息
参考资料