Дијамантоид

Во хемијата, дијамантоидите се варијанти на молекулата на јаглерод во облик на кафез позната како адамантан (C <sub>10</sub> H <sub>16</sub> ), најмалата единица кафез структура на дијамантската кристална решетка . Дијамантоидите познати и како нанодијаманти или кондензирани адамантани може да вклучуваат еден или повеќе кафези (адамантан, дијамантан, триамантан и повисоки полимантани), како и бројни изомерни и структурни варијанти на адамантани и полимантани. Овие дијамантоиди природно се појавуваат во нафтените наслаги и се екстрахирани и прочистени во големи чисти кристали на молекули на полимантан кои имаат повеќе од десетина кафези од адамантан по молекула. Овие видови се од интерес како молекуларни апроксимации на дијамантската кубна рамка, која завршува со C−H врски. Циклохексамантанот може да се смета како дијамант со големина на нанометар од приближно .
1 Примери
Примерите вклучуваат:
* Адамантан (C <sub>10</sub> H <sub>16</sub> )
* Iceane (C <sub>12</sub> H <sub>18</sub> )
* BC-8 (C <sub>14</sub> H <sub>20</sub> )
* Дијамантан (C <sub>14</sub> H <sub>20</sub> ) исто така ''дијадамантан'', два кафези споени со лице
* Триамантан (C <sub>18</sub> H <sub>24</sub> ), исто така, ''триадамантан'' . Дијамантанот има четири идентични страни на располагање за прицврстување на нова единица C <sub>4</sub> H <sub>4</sub> .
* Изотерамантан (C <sub>22</sub> H <sub>28</sub> ). Триамантанот има осум страни на кои може да се додаде нова единица C <sub>4</sub> H <sub>4</sub> што резултира со четири изомери . Еден од овие изомери покажува спирален пресврт и затоа е прохирален . Енантиомерите <i>P и <i>M се одвоени.
* Пентамантанот има девет изомери со хемиска формула C<sub>26</sub>H<sub>32</sub> и уште еден пентамантан постои со хемиската формула C<sub>25</sub>H<sub>30</sub>* Циклохексамантан (C<sub>26</sub>H<sub>30</sub> )
* Супер-адамантан (C<sub>30</sub>H<sub>36</sub> )
Еден тетрамантански изомер е најголемиот дијамантоид досега подготвен со органска синтеза со помош на кетокарбеноидна реакција за прицврстување на циклопентански прстени. Подолги дијамантоиди се формирани од дијамантанска дикарбоксилна киселина. Првата изолација на широк опсег на дијамантоиди од нафтата се случила по следните чекори: вакуумска дестилација над 345 °C, еквивалентна атмосферска точка на вриење, потоа пиролиза на 400 до 450 °C со цел да се отстранат сите недијамантоидни соединенија (дијамантоидите се термодинамички многу стабилни и ќе ја преживеат оваа пиролиза), а потоа и серија техники за сепарација со течна хроматографија со високи перформанси.
Во една студија, соединението на тетрамантан е опремено со тиолски групи на позициите на мостовите. Ова овозможува нивно прицврстување на златна површина и формирање на самосклопени еднослоеви (дијамант-на-злато). Дополнително, функционализираните дијамантоиди ( адамантани ) се предложени како молекуларни градежни блокови за самосклопени молекуларни кристали.
Органската хемија на дијамантоидите се протега дури и до ''пентамантанот''. Медијалната положба (основата) во оваа молекула (изомерот [1(2,3)4]пентамантан) се пресметува за да се добие поповолнакарбокација од апикалната положба (горе) и едноставното бромирање на пентаман ''1'' со бром исклучиво го дава медијалниот бромо дериват ''2'' кој при хидролиза во вода и DMF го формира алкохолот ''3'' .
Спротивно на тоа, нитроксилацијата на ''1'' со азотна киселина го дава апикалниот нитрат ''4'' како посредник кој се хидролизира на апикалниот алкохол ''5'' поради поголемата стерична побарувачка на електрофилно активните видови. Овој алкохол може да реагира со тионил бромид до бромидот ''6'' и во серија чекори (не прикажани) со соодветниот тиол . Пентамантанот исто така може да реагира со тетрабромометан и тетра- <i>n -бутиламониум бромид (TBABr) во реакција на слободните радикали на бромидот, но без селективност.
2 Потекло и појава
Дијамантоидите се наоѓаат во зрели нафтени течности со висока температура (испарливи масла, кондензати и влажни гасови). Овие течности може да имаат до една лажица дијамантоиди по американски галон (3,78 литри). Преглед на Мело и Молдаван во 2005 година покажал дека иако јаглеродот во дијамантите не е од биолошко потекло, дијамантоидите пронајдени во нафтата се составени од јаглерод од биолошки извори. Ова било утврдено со споредување на односот на присутните јаглеродни изотопи.
3 Оптички и електронски својства
Оптичката апсорпција за сите дијамантоиди лежи длабоко во ултравиолетовиот спектрален регион со празнини во оптичкиот опсег околу 6 електронволти и повисоки. Откриено е дека спектарот на секој дијамантоид ја одразува неговата поединечна големина, облик и симетрија . Поради нивната добро дефинирана големина и структура, дијамантоидите служат и како модел систем за електронски пресметки на структурата.
Многу од оптоелектронските својства на дијамантоидите се определени со разликата во природата на највисоките и најниските незафатени молекуларни орбитали: првата е масовна состојба, додека втората е површинска состојба. Како резултат на тоа, енергијата на најниската неокупирана молекуларна орбитала е приближно независна од големината на дијамантоидот.
Откриено е дека дијамантоидите покажуваат негативен афинитет на електрони, што ги прави потенцијално корисни во уредите за емисија на електрони .