立方烷是一种
有机化合物,为人工合成的
烷烃,又称为五环辛烷,分子式为C8H8。从甲醇中结晶并在大气压下于室温以上升华可得菱形晶体。对热不稳定,200℃可分解。结构特点为八个
碳原子对称地排列在
立方体的八个角上。互以
单键相连,是一种笼形结构,张力很高的五缩环体系。八个碳原子对称的排列在立方体的八个角上。此烷烃属于
柏拉图烃的一种。C原子以
sp3杂化轨道成键,分子为
非极性分子。在
催化剂作用下,容易发生异构化。可以溴代
环戊烯酮的
二聚体经一系列
复杂反应,最后从甲醇溶液中结晶析出;也可通过
光化学反应合成;还可由
环丁二烯与2,5-二溴对苯醌进行[2+4]环加成,产物接着在光作用下发生[2+2]环加成,继之用氢氧化钾处理得到立方烷-1,3-二羧酸,该二元酸按游离基方法脱羧即得立方烷。用于化学研究工作。
6.性状及结构:无色晶体。它的八个
碳原子位于立方体的顶点,互以
单键相连,是一种笼形结构,张力很高的五缩环体系。八个碳原子对称的排列在立方体的八个角上。 C原子以
sp3杂化轨道成键,分子为
非极性分子。 在
催化剂作用下,容易发生异构化。
立方烷分子结构为立方体型,8个顶角处各有一个碳原子,另各有一个氢原子与之相连。碳原子采用变形的sp3
杂化,C-C键
键长155.1pm,大于一般的碳碳单键。
在第二部分中,化合物2.1首先自发地二聚为2.2,这是一个迪尔斯-阿尔德反应,与
环戊二烯二聚为
双环戊二烯较为相似。因为每个溴原子都需要与另一溴原子以及
羰基保持最小的
位阻,另外生成内型产物的
过渡态中有次级轨道作用,所以这步反应只生成内型产物,这是后续步骤成功的前提。接着在溶剂苯中,用
对甲苯磺酸催化,以
乙二醇保护两个羰基,使其成为
缩酮。其中一个被保护的羰基在
盐酸水溶液的作用下会被选择性去保护,而得到2.3。
在下一步中,内型产物2.3(两个
碳碳双键较为接近)通过光化学[2+2]
环加成反应形成了笼状化合物2.4。在
氢氧化钾的作用下,α-溴代酮通过法沃斯基重排而缩环,转变为
羧酸2.5。随后,在
氯化亚砜的作用下将
羧基转为
酰氯,后者与
过氧化叔丁醇反应,在
吡啶中生成了
叔丁基过氧酯2.6。将2.6加热后可进行
脱羧反应变为2.7。同样地,将另一个羰基去保护,得到2.8,然后以相同的手法通过法沃斯基重排得到2.9,再脱羧得到2.10与2.11,最后在
甲醇溶液中析出
结晶而得到产品。