Interested Article - Квадрициклан

Квадрицикла́н — напряжённый полициклический углеводород, имеющий потенциальное применение в качестве добавки к ракетному топливу , а также в превращении солнечной энергии . Использование этого углеводорода, однако, ограничивается тем, что вещество распадается при относительно низких температурах (200—300 °C).

Структура и свойства

Молекула квадрициклана имеет сильно напряженную структуру (78,7 ккал/моль) . В отсутствие катализатора при низких температурах Изомеризация квадрициклана протекает медленно (время полупревращения при 140 °C составляет 14 ч) . Из-за напряжённой структуры и термической стабильности квадрициклан изучался достаточно широко.

Под действием ультрафиолетового излучения (~300 нм) в присутствии сенсибилизатора норборнадиен изомеризуется в квадрициклан . Обратное превращение напряжённого квадрициклана в норборнадиен протекает с выделением тепла. Благодаря данному свойству реакция была предложена для запасания солнечной энергии . Высокая энергия квадрициклана дала начало его использованию в качестве добавки к ракетному топливу . Однако, при температуре выше 200 °C квадрициклан подвергается термическому разложению, в то время как двигательные установки могут работать при температурах, превышающих 500 °C .

Получение

Квадрициклан получают облучением норборнадиена в присутствии кетона Михлера . Предложены также другие сенсибилизаторы, например, ацетон , бензофенон , ацетофенон и т. д., однако, при их использовании выход продукта понижается. Также для повышения выхода желательно использовать свежеперегнанный норборнадиен .

Химические свойства

Квадрициклан вступает в реакцию со многими с образованием аддуктов соотношением 1:1 . На основе этого свойства была предложена биоортогональная реакция — квадрициклановое лигирование , позволившая селективно модифицировать белковые молекулы низкомолекулярными метками .

Примечания

Hall H. K., Smith C. D., Baldt J. H. Enthalpies of formation of nortricyclene, norbornene, norbornadiene, and quadricyclane (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 1973. — Vol. 95 , no. 10 . — P. 3197–3201 . — doi : .
Hammond G. S., Turro N. J., Fischer A. PHOTOSENSITIZED CYCLOADDITION REACTIONS (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 1961. — Vol. 83 , no. 22 . — P. 4674–4675 . — doi : .
↑ Smith C. D. (англ.) // Organic Syntheses. — 1971. — Vol. 51 . — P. 133 . 5 октября 2012 года.
Брень В. А., Дубоносов А. Д., Минкин В. И., Черноиванов В. А. // Успехи химии. — 1991. — Т. 60 , № 5 . — С. 913—948 . 17 апреля 2019 года.
Philippopoulos C., Economou D., Economou C., Marangozis J. Norbornadiene-quadricyclane system in the photochemical conversion and storage of solar energy (англ.) // Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. — 1983. — Vol. 22 , no. 4 . — P. 627–633 . — doi : .
Striebich R. C., Lawrence J. Thermal decomposition of high-energy density materials at high pressure and temperature (англ.) // J. Anal. Appl. Pyrolysis. — 2003. — Vol. 70 , no. 2 . — P. 339-352 . — doi : .
Cahill P. A., Steppel R. N. (2004). Дата обращения: 11 января 2013. 30 апреля 2016 года.
Petrov V. A., Vasil’ev N. V. Synthetic Chemistry of Quadricyclane (англ.) // Current Organic Synthesis. — 2006. — Vol. 3 , no. 2 . — P. 215-259 . — doi : .
Sletten E. M., Bertozzi C. R. A Bioorthogonal Quadricyclane Ligation (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 2011. — Vol. 133 , no. 44 . — P. 17570–17573 . — doi : . — .