Kvadrisyklaani
Kvadrisyklaani (C7H8) on polysyklinen sykloalkaaneihin kuuluva hiilivety. Yhdistettä on tutkittu auringon lämpöenergian hyödyntämiseen energiantuotannossa.
| Kvadrisyklaani | |
|---|---|
 |
|
| Tunnisteet | |
| IUPAC-nimi | Kvadrisyklo[2.2.1.02,6.03,5]heptaani |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| SMILES | C1C2C3C2C4C1C34[1] |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | C7H8 |
| Moolimassa | 92,134 g/mol |
| Sulamispiste | −44 °C |
| Kiehumispiste | 108 °C |
| Tiheys | 0,982 g/cm3 |
| Liukoisuus veteen | Ei liukene veteen |
Ominaisuudet muokkaa
Huoneenlämpötilassa kvadrisyklaani on väritön neste. Sen rakenne on hyvin jännittynyt johtuen kahden syklopropaani- ja yhden syklobutaaniyksikön aiheuttamasta rengasjännityksestä. Se on kuitenkin termisesti suhteellisen stabiili, koska terminen hajoaminen kvadrisyklaanin isomeeriksi norbornadieeni on kielletty Woodward–Hoffmann-sääntöjen mukaan. Fotokemiallisesti eli säteilytyksen avulla tämä reaktio voi tapahtua ja se on huomattavan eksoterminen (ΔH = −89 kJ/mol).[2][3][4]
Valmistus ja käyttö muokkaa
Kvadrisyklaania valmistetaan norbornadieenistä fotokemiallisella sykloadditioreaktiolla. Reaktiossa käytetään usein lisäksi jotain herkistintä kuten asetofenonia tai metalleja kuten ruteniumia tai titaania. Reaktio on endoterminen. (ΔH = 89 kJ/mol)[3][4][5]
Norbornadieenin ja kvadrisyklaanin muodostamaa systeemiä on tutkittu aurinkoenergian keräämiseen. Keräimissä auringon säteily isomeroisi norbornadieenin kvadrisyklaaniksi, joka voitaisiin katalyyttisesti isomeroida takaisin norbornadieeniksi ja tässä vapautuisi energiaa. Ongelmana on kuitenkin se, että toimiakseen tämä tarvitsisi hyvin tehokkaita herkistimiä ja reaktio tapahtuu huonosti aallonpituudella, joka on yli 300 nm. Suurin osa auringon lähettämästä maahan tulevasta säteilystä on noin 400 nm:n aallonpituudella. Tämän vuoksi käytettäväksi on tutkittu kvadrisyklaanin johdannaisia.[3][4]
Kvadrisyklaanin käyttöä biokemiallisissa tutkimuksissa on myös selvitetty. Kvadrisyklaani ligatoituu eli liittyy eräisiin proteiinien aminohappoihin ja muodostaa additiotuotteen nikkelibis(ditioleeni)johdannaisen kanssa Diels–Alder-reaktiolla. Muodostuvaa kompleksia säteilyttämällä ja tutkimalla sen fluoresenssia voidaan erottaa proteiinit, joiden kanssa kvadrisyklaani on reagoinut.[6]
Lähteet muokkaa
- ↑ Quadricyclane – Substance summary PubChem. NCBI. Viitattu 21.2.2015.
- ↑ Michael B. Smith & Jerry March: March’s Advanced Organic Chemistry, s. 1232–1233. John Wiley & Sons, 2007. ISBN 978-0-471-72091-1. (englanniksi)
- ↑ a b c Alexander D. Dubonosov, Vladimir A. Bren & V. A. Chernoivanov: Norbornadiene-quadricyclane as an abiotic system for the storage of solar energy(englanniksi) Russian Chemical Reviews, 2002, 71. vsk, nro 11, s. 917–927. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 21.2.2015.
- ↑ a b c Satyen Saha: Molecular Photochemistry, s. 41–58. InTech, 2012. ISBN 978-953-51-0446-9. (englanniksi)
- ↑ P. S. Kalsi: Organic Reactions And Their Mechanisms, s. 366. New Age International, 2000. ISBN 978-81-224-2596-3. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 21.2.2015). (englanniksi)
- ↑ Etelka Farkas, Maxim Ryadnov: Amino Acids, Peptides and Proteins, s. 19. Royal Society of Chemistry, 2012. ISBN 978-1849734066. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 21.2.2015). (englanniksi)