Кубан
Куба́н (пентацикло[4.2.0.02,5 .03,8 .04,7 ]октан), полиэдрическое соединение, полициклический алкан объёмной структуры, C8 H8 . Кубан – один из платоновых углеводородов, каждый из 8 атомов углерода в молекуле расположен в вершине правильного гексаэдра и связан с тремя другими атомами углерода; четвёртая связь направлена наружу к атому водорода. Форма граней – квадрат, граней 6, углы граней 90°. Несмотря на значительное угловое напряжение, обусловленное геометрией структуры, кубан – кинетически стабильное соединение. Высокая потенциальная энергия и кинетическая стабильность делают кубан и его производные перспективными веществами для хранения и высвобождения энергии (так, полинитрокубаны рассматриваются в качестве высокоэнергетических ракетных топлив и взрывчатых веществ). Кубан впервые получен в 1964 г. американскими учёными Ф. Итоном и Т. Колем в ходе 13-стадийного химического синтеза из 2-циклопентенона. Молярная масса 104,15 г/моль; плотность 1,29 г/см3 ; tпл 131 °C. Разлагается при нагревании выше 220 °C.
Физико-химические свойства
Кубан – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в органических растворителях. Устойчив к действию света, воды и воздуха при обычной температуре.
Перегруппировка кубана, катализируемая ионами благородных металлов, приводит к образованию кунеана. На родиевом катализаторе кубан превращается в син-трициклооктадиен, который при нагревании до 50–60 °C переходит в циклооктатетраен. Кубан восстанавливается водородом над палладием на угле при комнатной температуре и давлении с разрывом 3 связей C–C и образованием бицикло[2.2.2]октана. Вступает в реакции галогенирования с образованием монозамещённых продуктов. При окислении кубана метил(трифторметил)диоксираном последовательно образуются спирты: кубанол и кубан-1,4-диол.
Способы получения
Кубан получают фотохимическим декарбоксилированием бис-тиогидроксамата кубан-1,4-дикарбоновой кислоты.
Литература
- Eaton P. E. The cubane system / P. E. Eaton, T. W. Cole // Journal of the American Chemical Society. – 1964. – Vol. 86, № 5. – P. 962–964.
- Eaton P. E. Cubanes: starting materials for the chemistry of the 1990s and the new century // Angewandte Chemie. – 1992. – Vol. 31 (11). – P. 1421–1436.
- Смит В. А. Органический синтез : наука и искусство / В. Смит, А. Бочков, Р. Кейпл ; пер. с англ. В. А. Смита, А. Ф. Бочкова. – Москва : Мир, 2001.
- Cubane: 50 years later / K. F. Biegasiewicz, J. R. Griffiths, G. P. Savage [et al.] // Chemical reviews. – 2015. – Vol. 115, № 14. – P. 6719–6745.