“Molecule of the Week” layihəsi çərçivəsində Vüsalə İsrafilova tərəfindən yazılan məqalə: “Adamantan”.
Adamantan, C10H16 və ya (CH)4(CH2)6 formuluna malik üzvi birləşmədir. Adamantan molekulları üç tsikloheksan halqasının birləşməsi kimi təsvir edilə bilər. Adamantan molekulundakı karbon atomlarının məkan tənzimlənməsi, almaz kristalındakı kimidir. 1924-cü ildə H. Decker, dekaterpen adlandırdığı adamantanın varlığını irəli sürdü. İlk dəfə cəhd edilən laboratoriya sintezi 1924-cü ildə alman kimyaçısı Hans Meyerveyn tərəfindən formaldehid və dietil malonatın piperidinin iştirakı ilə reaksiyasından istifadə edilməklə həyata keçirildi.
Adamantan ilk dəfə 1941-ci ildə Meyerveyn efirindən Vladimir Preloq tərəfindən sintez edilmişdir. 0,16% çıxımla beş mərhələli proses praktik deyildi. Metod adamantanın müəyyən törəmələrini sintez etmək üçün istifadə olunur.
Preloqun metodu 1956-cı ildə təmizləndi. Dekarboksilləşmə məhsuldarlığı, Heinsdecker yolunun (11%) və Hoffman reaksiyasının (24%) əlavə edilməsi nəticəsində ümumi məhsuldarlığı 6,5%-ə qaldırdı. Proses hələ çox mürəkkəb idi və 1957-ci ildə Paul von Rouq Şleyer tərəfindən daha əlverişli bir üsul tapıldı : disiklopentadien əvvəlcə bir katalizatorun (məsələn, platin dioksid ) iştirakı ilə hidrogenləşdirildi və sonra adamantana çevrildi. Bu üsul məhsuldarlığı 30-40% artırdı və əlverişli bir adamantan mənbəyi təmin etdi. Buna görə də adamantanın xarakteristikasını stimullaşdırdı və hələ də laboratoriya praktikasında istifadə olunur. Daha sonra ultrasəs və super turşu katalizatorları ilə adamantan sintezinin məhsuldarlığı 60% və 98%-ə qaldırıldı. Bu gün adamantan, bir qramı təxminən 1 dollar olan əlverişli kimyəvi birləşmədir.
Yuxarıda göstərilən üsulların hamısı polikristal toz kimi adamantan verir. Bu tozdan istifadə edərək, kristallar ərimədən, məhluldan və ya buxar fazasından yetişdirilə bilər (məsələn, Bridgman-Stokbarger texnikası ilə).Ən yaxşı kristallar maye fazadan əldə edilir, lakin böyüməsi qeyri-mümkündür.
Təbiətdə adamantan ilk dəfə çex kimyaçıları S. Landa, V. Machacek və M. Mzourek tərəfindən neftdən təcrid olunmuşdur. Onlar neftin fraksiyalı distilləsindən istifadə etdilər. Landa yalnız bir neçə milliqram adamantan istehsal edə bilsə də, yüksək qaynama və ərimə nöqtələrini fərq etdi. Quruluşunun almaz quruluşuna bənzərliyi səbəbindən yeni birləşmə adamantan adlandırıldı.
Neft adamantan mənbəyi olaraq qalır; tərkibi neft sahəsindən asılı olaraq 0,0001% ilə 0,03% arasında dəyişir və ticari istehsal üçün çox aşağıdır.
Neftin tərkibində adamantanın otuzdan çox törəməsi var. Yüksək ərimə temperaturu, su buxarı ilə asanlıqla distillə olunma qabiliyyəti və davamlı adduktlar əmələgətirə bilməsinə görə, adamantanın mürəkkəb karbohidrogenlər qarışığından təcrid olunması mümkündür.
Saf adamantan, xarakterik kamfora qoxusu olan rəngsiz, kristal bərk maddədir. Suda praktiki olaraq həll olunmur, ancaq polyar olmayan üzvi həlledicilərdə asanlıqla həll olunur. Adamantan bir karbohidrogen üçün qeyri -adi yüksək ərimə nöqtəsinə malikdir. 270 °C-də ərimə nöqtəsi, eyni molekulyar ağırlığa malik olan digər karbohidrogenlərə nisbətən daha yüksəkdir. Adamantan su buxarı ilə distillə edilə bilər .
Karbon atomlarının düzülüşü adamantan və almazda eynidir ( ən sadə almazoiddir). Amma adamantan kristalında molekullar almazdakı kimi kovalent bir qəfəs əmələ gətirmir, əksinə zəif Van der Vaals qüvvələri vasitəsi ilə qarşılıqlı təsir göstərir. Nəticədə adamantan kristalları çox yumşaq və plastikdir.
Adamantan molekulu yalnız karbon və hidrogendən ibarətdir və noradamantan və homoadamantan adlı iki izomeri var.
Adamantan reaksiyalarının çoxu 3 koordinasiyalı karbon sahələri vasitəsilə baş verir.
Adamantan, molekulyar brom da daxil olmaqla müxtəlif bromlaşdırıcı maddələrlə asanlıqla reaksiya verir. Reaksiya məhsullarının tərkibi və nisbəti reaksiya şərtlərindən və xüsusilə katalizatorların mövcudluğundan və növündən asılıdır. Adamantanın bromla qaynadılması nəticəsində monoəvəzli adamantan- 1-bromadamantan ilə nəticələnir. Brom ilə çoxlu əvəzetmə, Luis turşusu katalizatoru əlavə etməklə əldə edilir. Bromlaşma sürəti Luis turşularının əlavə edilməsi ilə sürətlənir və şüalanma və ya sərbəst radikalların əlavə edilməsi ilə dəyişmir. Bu, reaksiyanın ion mexanizmi vasitəsi ilə baş verdiyini göstərir.
Adamantanın ilk dəfə flüorlaşması ilkin birləşmələr kimi 1-hidroksiadamantan və 1-aminoadamantan istifadə edilərək aparılmışdır. Daha sonra flüorlaşma adamantanın özündən başlayaraq əldə edildi. Bütün bu hallarda, reaksiya flüorlu nukleofillərlə qarşılıqlı əlaqədə olan adamantan kationunun əmələ gəlməsi ilə davam edirdi. Adamantanın qazlı flüor ilə flüorlaşması da aparılmışdır.
Adamantanın karboksilləşməsi ilk dəfə 1960-cı ildə qarışqa turşusunu karboksilləşdirici və karbon tetraxloriddən bir həlledici kimi istifadə edərək bildirildi.
Oksidləşmə reaksiyası: 1-Hidroksiadamantan, asetonun sulu məhlulunda 1-bromadamantanın hidrolizi ilə əmələ gəlir. Adamantanın ozonlanması ilə də istehsal edilə bilər. Alkoqolun oksidləşməsi adamantanon verir .
Adamantan törəmələri dərmanlar, polimerik materiallar və termal dayanıqlı sürtkü yağları kimi praktik tətbiq tapdı.
Adamantan, yalnız işlənməyən bir karbohidrogen olduğu üçün çox az tətbiqə malikdir. Bəzi quru aşındırma maskalarında və polimer tərkiblərində istifadə olunur.
Tibbdə: İndiyə qədər bilinən bütün tibbi tətbiqlər saf adamantan deyil, onun törəmələrini əhatə edir. Dərman olaraq istifadə edilən ilk adamantan törəməsi amantadindir. Əvvəlcə (1967) qripin müxtəlif viruslarına qarşı antiviral dərman kimi və sonra Parkinson xəstəliyinin müalicəsi üçün istifadə olunur. Adamantan polimerləri HİV əleyhinə antiviral agent kimi patentləşdirilmişdir.
Kosmik gəmi yanacağı: Adamantan, Hall effektli ion itələyicilərində yanacaq üçün cəlbedici namizəddir, çünki asanlıqla ionlaşır, ağır təzyiq tankından çox bərk formada saxlanıla bilər və nisbətən toksik deyil.
Potensial texnoloji tətbiqlər: Adamantanın bəzi alkil törəmələri hidravlik sistemlərdə işləyən maye olaraq istifadə edilmişdir. Adamantan əsaslı polimerlərin örtüklərdə tətbiqini tapmışdır və həmçinin adamantan və onun homoloqlarının notexnologiyada tətbiqi perspektivdir. Məsələn, adamantan qatının yumşaq qəfəsə bənzər quruluşu, matrisi pozduqda insan bədəninin içərisində sərbəst buraxıla bilən qonaq molekullarının birləşməsinə imkan verir. Adamantan, molekulyar kristalların öz-özünə yığılması üçün molekulyar tikinti blokları kimi istifadə edilə bilər.
Ədəbiyyat:
- Paul von R. Schleyer “A simple preparation of adamantine” J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 12, 3292.
- Lamoureux, Guy; Artavia, Graciela “Use of the Adamantane Structure in Medicinal Chemistry” Volume 17, Number 26, 2010
- Wikipedia – adamantene
