**正十二面体烷**（英語：），又称**十二面烷**、**正十二面烷**，是一个正十二面体形状的碳氢化合物，化学式为C20H20，不存在于自然界中。它的合成首先由俄亥俄州立大学的Leo Paquette于1982年完成，该合成路线被誉为有机合成的经典作品之一。

在正十二面体烷中，每个顶点碳与三个邻近的碳原子相连，碳-碳键角为正五边形的内角108°，与sp3杂化碳原子的109.5°相近，因此张力不大。每个碳上连有一个氢原子，整个分子为Ih对称性（类似于富勒烯），质子核磁共振谱中氢原子只有一个单峰，化学位移为3.38pm。

正十二面体烷与立方烷和正四面体烷同属于柏拉图烃一类。它也是多并五元环之一。

全合成
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正十二面体烷的全合成历时超过30年，菲利普·伊顿和Paul von Ragué Schleyer等研究团队都曾经加入进来。早在1964年伍德沃德合成三并五元环（Triquinane）时，就有人认为正十二面体烷可以很容易地由该化合物二聚制得，但结果并非如此。菲利普·伊顿在1978年时发表了一篇回顾，谈及之前对正十二面体烷合成的策略，参见：。

1982年，Leo Paquette利用了一个29步反应，用两分子环戊二烯（十碳原料）、一分子丁炔二酸二甲酯（四碳）、两分子烯丙基三甲基硅烷（六碳）为原料，成功构建了正十二面体烷。

该路线中， 首先用两分子的环戊二烯**1**与金属钠反应，借由环戊二烯基配合物中间体，与碘作用得到偶联产物二氢富瓦烯**2**。然后发生与丁炔二酸二甲酯**3**发生Diels-Alder连续反应，生成**4b**与**4**的等量混合物，不对称的**4b**被舍弃。

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| 正十二面体烷合成I |  | 正十二面体烷合成II |
| 正十二面体烷合成（I） |  | 正十二面体烷合成（II） |
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接下来， 碘与底物**4**发生卤内酯化反应，碘与烯烃加成生成的碳正离子被羧基捕获，反应生成卤代二元内酯**5**。酯基与甲醇作用断键，生成邻卤代醇**6**，接着琼斯氧化得到酮**7**，用锌铜偶（Zn(Cu)）处理，碘脱去。

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| 正十二面体烷合成III |  | 正十二面体烷合成IV |
| 正十二面体烷合成（III） |  | 正十二面体烷合成（IV） |
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烯丙基三甲基硅烷**10**与正丁基锂反应得到碳负离子**9**，与酮发生亲核加成反应，引入最后六个碳原子。然后乙烯基硅烷**11**与过氧乙酸在乙酸中发生自由基取代反应，得到二元内酯**12**，用五氧化二磷和甲磺酸酸性试剂处理，发生分子内的傅-克烷基化反应得到二酮**13**。

用钯碳催化剂氢化还原**13**中的双键得到**14**，硼氢化钠还原羰基得到醇**15**。**15**发生酯交换反应生成二元内酯**16**，对甲苯磺酰氯处理，经过亲核脂肪取代反应生成氯代的产物**17**。接下来**17**与金属锂在液氨中作用，碳负离子被氯甲基苯基醚捕获发生Birch烷基化，引入苯氧基甲基，以防止后面步骤中发生的烯醇化。这一步中控制氯甲基苯基醚的量，可使烷基化只发生在一个碳原子上。而后**18**发生Norrish光化学反应，与邻近的碳原子生成新的碳-碳键得到**19**，醇在对甲苯磺酸作用下消去得到烯烃**20**。

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| 正十二面体烷合成V |  | 正十二面体烷合成VI |
| 正十二面体烷合成（V） |  | 正十二面体烷合成（VI） |
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用二亚胺还原**20**中的双键，二异丁基氢化铝还原酯为醇，再用氯铬酸吡啶盐氧化生成醛**22**。继续借助Norrish反应搭建碳-碳键得到醇**23**。接下来除去苯氧基甲基：Birch还原其中的苯环生成脂环族醚，酸性水解生成二醇**24**，氯铬酸吡啶盐氧化得到β-酮醛**25**，碱性溶液中经由逆克莱森酯缩合反应，醛基脱去得到**26**。再次发生Norrish反应得到醇**27**，失水生成**28**，还原得到**29**。最后一步是将**29**用钯碳催化剂在250℃时加压处理，反应物脱氢生成最后一个C-C键，即正十二面体烷**30**。

### 其他

以上的路线也有不同的版本。**8**生成**12**一步，另一条路线是用二苯基环丙烷基锍叶立德与**8**反应酸解，得到双四元环的中间体，再用过氧化氢氧化得到双螺环结构的**12**。

**17**到**18**一步，Paquette一开始用的是碘甲烷作Birch甲基化，且甲基化在两个羰基碳上都有发生。但后期发现引入的两个甲基难以移除，最后会得到1,6-二甲基的取代物（两个甲基都在五边形交点碳上，最后一步关环时一个甲基发生1,2-迁移），而非正十二面体烷。于是减少碘甲烷的量，发现1:1反应可以只在一个碳原子上引入甲基，但是最后生成的1-甲基正十二面体烷仍然无法转化为想要的产物。

而后制得了无苯氧基甲基取代的醛**22**，但该分子的烯醇含量很高，极易发生氧化脱氢，生成α,β-不饱和醛。于是寻找新的既可作钝化基团，不易与其他官能团发生副反应，又可以在后期很容易移除的取代基又成了新的任务。这就导致了以上路线中苯氧基甲基的使用。

衍生物
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该宝塔烷的衍生物可通过反应生成"对位"脱氢的正十二面体烷。
宝塔烷
由正十二面体烷可以制得一系列的衍生物，它们可能具有潜在的应用。比如1-正十二面体烷胺可能与金刚烷胺类似，也是抗病毒及治疗帕金森综合征的药物；由正十二面体烷衍生出的碳正离子可能是稳定的，并且具有不寻常的性质。改变正十二面体烷合成过程中的一些步骤，可能会得到氮杂产物；改变正十二面体烷中几个环的元数，生成的球状烃可能具有捕获氦原子的功能，等等。

不饱和的正十二面体烷分子也已经制得。将三氟乙酸的1-正十二面体烷醇酯 或1-溴代正十二面体烷 用碱性试剂，如具有膦亚胺结构的"P2F"（[P(NMe2)3]2N+F−） 处理可以得到正十二面体烯。该化合物虽然双键突出， 但它在动力学上是稳定的，只有加热到300℃才发生二聚， 原因可能与邻近四个烯丙基氢原子对双键的位阻保护有关。

类似地，球面对位脱氢的正十二面体二烯也已合成，且性质稳定。它的合成路线是先用一个宝塔烷（Padogane，正十二面体烷的同分异构体）的衍生物发生分子内的羟醛反应，生成正十二面体烷二羧酸甲酯被两个邻位羟基取代的产物，然后用苯磺酰氯在吡啶中处理，转化为正十二面体烷的并合双内酯取代物，再在500℃时真空脱羧， 得到正十二面体二烯，产率50-70%。 此外，质谱研究表明，不饱和度更高的正十二面体烷脱氢产物在气相中也是存在的。

完全脱氢的正十二面体烯（C20）是最简单的富勒烯，用全氯代的正十二面体二烯（C20Cl16）及全溴代的正十二面体烷（C20Br20）在高温时失卤化氢，用质谱分析裂解产物，确定了C20的存在。

參見
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* 名稱獨特的化學物質列表

参考资料
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2. ↑  Lindberg, Thomas.. 2012-12-02  [2022-01-10]. ISBN 9780323152938. （原始内容存档于2022-01-10）.
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外部链接
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* Leo Paquette对正十二面体烷合成的回顾
* 不饱和的多并五元环及相关化合物—Google book

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| * 
* 论
* 编
环状化合物母体 |
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| 單環 | 

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| 三元环 | 环丙烷 · 环氧乙烷 · 环硫乙烷 · 氮丙环 | 环丙烯 · 环丙酮 |
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| 四元環 | 环丁烷 · 吖丁啶 · 噁丁环 · 噻丁环 · 二氧环丁烷 · 二硫环丁烷 · 二硫环丁烯 | 环丁烯 · 环丁二烯 · β-内酰胺 · 梯形烷 |
|  |
| 五元環 | 环戊烷 · 呋喃 · 吡咯 · 噻吩 · 吖唑 · 咪唑 · 吡唑 · 噁唑 · 异噁唑 · 噻唑 · 异噻唑 · 三唑 · 四唑 · 五唑  · 呋咱| 环戊烯 · 环戊二烯 · 环戊酮 · 四氢呋喃 · 四氢噻吩 · 吡咯烷 · 吡咯啉 · 咪唑啉啶 · 咪唑啉 · 噁唑烷 · 噻唑烷 · 二氧五环 · 二硫戊环 · 多并五元环 |
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| 六元環 | 环己烷 · 苯 · 吡喃 · 吡啶 · 二嗪（吡嗪 · 哒嗪 · 嘧啶） · 三嗪 · 四嗪 · 五嗪 · 六嗪 | 吡喃酮 · 哌啶 · 哌嗪 · 噁嗪 · 噻嗪 · 二噻烷 · 二噁烷 · 二噁英 · 噁噻烷 · 三噁烷 · 噻二嗪 |
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| 七元环 | 环庚烷 · 氮杂䓬（吖庚因） · 噁庚因 · 硫杂䓬（噻庚因）| 环庚三烯 · 亚氨基芪 · 全氢氮杂䓬 · 己内酰胺 · 二氮杂䓬 · 噁庚环 |
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| 八元环 | 环辛烷 · 环辛四烯 |

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| 螺环 | 螺戊二烯 |
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| 稠环 | 

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| 六并四 | 苯并环丁烯 · 苯并环丁二烯 |
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| 六并五 | 茚 · 芴 · 苯并呋喃 · 异苯并呋喃 · 苯并呋咱 · 苯并[b]噻吩 · 苯并[c]噻吩 · 吲哚 · 异吲哚 · 咔唑 · 苯并咪唑 · 吲唑 · 苯并噁唑 · 苯并异噁唑 · 咔啉 · 苯并三唑 · 嘌呤 · 尿酸 |
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| 六并六 | 十氢化萘 · 四氢化萘 · 萘 · 蒽 · 芘 · 䓛 · 喹啉 · 异喹啉 · 喹喔啉 · 喹唑啉 · 噌啉 · 酞嗪 · 苯并二噁烷 · 吖啶 · 菲啶 · 吩嗪 · 吩噁嗪 · 吩噻嗪 · 呫吨 · 蝶啶 | 喹唑啉酮 · 香豆素 · 黄酮类 · 异黄酮 · 花色素 · 呫吨酮 · 蝶呤 · 咯嗪 |
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| 七并五 | 薁 |

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| 桥环 | 降冰片烷 · 双环戊二烯 |
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| 其他 | 正四面体烷 · 立方烷 · 正十二面体烷 · 富勒烯  · 多环芳烃 · 杂环化合物 · 卟啉 · 轮烯 · 冠醚 · 穴状配体 · 金刚烷 · 扭曲烷 · CL-20 · 乌洛托品 · 冰烷 · 三蝶烯 |

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