Adamantane

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Adamantane
Adamantane.JPG Adamantane numbering.svg Adamantane-3D-sticks.png Adamantane-3D-vdW.png
Identification
Nom IUPAC tricyclo[3.3.1.13,7]décane
Synonymes adamantane
No CAS 281-23-2
No EINECS 206-001-4
PubChem 9238
ChEBI 40519
SMILES
InChI
Apparence solide cristallin incolore de structure cubique face centrée
Propriétés chimiques
Formule brute C10H16  [Isomères]
Masse molaire[1] 136,234 ± 0,0091 g/mol
C 88,16 %, H 11,84 %,
Moment dipolaire 0 D
Propriétés physiques
fusion 269 °C[2]
Solubilité soluble dans les hydrocarbures
Masse volumique 1,07 g·cm-3 à 20 °C, solide
Précautions
Directive 67/548/EEC
Irritant
Xi
Facilement inflammable
F



Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'adamantane ou tricyclo[3.3.1.13,7]décane est un composé cristallin, incolore avec une odeur rappelant celle du camphre[4]. De formule brute C10H16, c'est un polycyclo-alcane et aussi le plus simple des diamondoïdes, terme rare qui qualifie les composés qui par certains côtés, ici la structure, rappellent le carbone diamant. L'adamantane a été découvert dans le pétrole en 1933[5]. Son nom dérive du grec Ἀδάμας (adamas : « indomptable », d'adamastos : « inflexible, inébranlable ») à cause de sa structure qui calque la structure cubique du diamant et du suffixe ane des alcanes[6]. L'adamantane est le plus stable des isomères C10H16.

Synthèse[modifier | modifier le code]

L'adamantane a été synthétisé pour la première fois par Vladimir Prelog en 1941[7],[8]. Une méthode plus pratique a été trouvée par Paul von Rague Schleyer en 1957. Elle consiste en l'hydrogénation du dicyclopentadiène suivi par un réarrangement intramoléculaire catalysé par un acide[9],[10] :

Adamantane synthesis.png

Emploi[modifier | modifier le code]

L'adamantane lui-même jouit de peu d'applications du fait que c'est un hydrocarbure sans fonction chimique. Il est utilisé pour certains masques de photolithogravure en microélectronique[11]. Il est aussi utilisé dans la formulation de certains polymères.

Pour la spectroscopie RMN à l'état solide, l'adamantane est un étalon, référence pour les déplacements chimiques[12].

Dans les lasers à colorants, l'adamantane peut être utilisé pour étendre la vie du milieu amplificateur car il ne peut être photo-ionisé, ses bandes d'absorption se trouvent dans l'ultraviolet. Les énergies de photo-ionisation de l'adamantane et de plusieurs autres diamondoïdes plus gros ont récemment (en 2007) été déterminées[13].

Dérivés[modifier | modifier le code]

Les dérivés de l'adamantane sont utilisés en médecine, par exemple l'amantadine, l'adapalène, la mémantine ou la rimantadine. Des adamantanes condensés et d'autres diamondoïdes ont été isolés en petites quantités par distillation fractionnée du pétrole. Ces composés sont intéressants comme approximation moléculaire de la structure cubique du diamant, bordée par des liaisons C-H. Le 1,3-déshydroadamantane est un membre de la famille des propellanes.

Au total, chaque année, environ 10 000 tonnes d'adamantane et de ses dérivés sont produits.

Analogues[modifier | modifier le code]

Beaucoup de molécules adoptent une structure en cage de type diamondoïde. Les composés particulièrement utiles avec ce type de structure sont P4O6, As4O6, P4O10 (= (PO)4O6), P4S10 (= (PS)4S6) et N4(CH2)6[14].

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. http://msds.chem.ox.ac.uk/AD/adamantane.html
  3. http://www.alfa.com/content/msds/french/A14041.pdf
  4. http://www.chemicalland21.com/arokorhi/lifescience/phar/ADAMANTANE.htm
  5. Landa, S.; Machácek, V.; Collection Czech. Chem. Commun., 1933, 5, p. 1.
  6. Alexander Senning. Elsevier's Dictionary of Chemoetymology, Elsevier, 2006. (ISBN 978-0-444-52239-9)
  7. Über die Synthese des Adamantans, Prelog, V.; Seiwerth,R.; Berichte, 1941, 74, pp. 1644–1648. DOI:10.1002/cber.19410741004
  8. Über eine neue, ergiebigere Darstellung des Adamantans, Prelog, V.; Seiwerth,R.; Berichte, 1941, 74, pp. 1769–1772. DOI:10.1002/cber.19410741109
  9. A Simple Preparation of Adamantane, Schleyer, P. von R.; J. Am. Chem. Soc., 1957, 79, pp. 3292–3292. DOI:10.1021/ja01569a086
  10. Adamantane, Schleyer, P. von R.; Donaldson, M. M.; Nicholas, R. D.; Cupas, C.; OrgSynth, 1973, 5, p. 16.
  11. Resist Composition and Pattern Forming Process, Watanabe, Keiji et al.; United States Patent Application 20010006752, 2001.
  12. Chemical Shift referencing in MAS solid state NMR, Morcombe, Corey R.; Zilm, Kurt W.; J. Magn. Reson., 2003, 162, pp. 479–486. DOI:10.1016/S1090-7807(03)00082-X
  13. Experimental determination of the ionization potentials of the first five members of the nanodiamond series, Lenzke, K. ; Landt, L.; Hoener, M. et al.; J. Chem. Phys., 2007, 127, p.084320. DOI:10.1063/1.2773725
  14. The Chemistry of Inorganic and Organometallic Compounds with Adamantane-Like Structures, Vitall, J. J. ; Polyhedron, 1996, 15, pp. 1585–1642. DOI:10.1016/0277-5387(95)00340-1