Войти
В химии алмазоиды представляют собой варианты молекулы углеродной клетки, известной как адамантан (C10H16), наименьшую клеточную структуру кристаллической решетки алмаза . Алмазоиды, также известные как наноалмазы или конденсированные адамантаны, могут включать одну или несколько клеток (адамантан, диамантан, триамантан и высшие полимантаны), как а также многочисленные изомерные и структурные варианты адамантанов и полимантанов. Эти алмазоиды встречаются в природе в месторождениях нефти и были извлечены и очищены до больших чистых кристаллов молекул полимантана, содержащих более дюжины адамантановых клеток на молекулу. Эти частицы представляют интерес как молекулярные аппроксимации кубического каркаса алмаза, заканчивающегося связями C-H. Циклогексамантан может рассматриваться как алмаз нанометрового размера примерно 5,6 × 10 граммов.
Примеры включают:
Один изомер тетрамантана является крупнейшим из когда-либо существовавших алмазоидов, полученных органическим синтезом с использованием реакции кето- карбеноидов для присоединения циклопентановых колец. алмазоиды были образованы из диамантандикарбоновой кислоты.Первое в истории выделение широкого диапазона алмазоидов из нефти происходило в следующих стадиях: вакуумная перегонка при температуре выше 345 ° C, что эквивалентно кипению при атмосферном давлении. точка, затем пиролиз при температуре от 400 до 450 ° C для удаления всех неалмазоидных соединений (алмазоиды термодинамически очень стабильны и выдерживают этот пиролиз), а затем серия высоко- высокоэффективная жидкостная хроматография методы разделения.
В одном исследовании соединение тетрамантана снабжено тио l группы на позициях плацдарма. Это обеспечивает их закрепление на поверхности золота и образование самоорганизующихся монослоев (алмаз на золоте). Кроме того, функционализированные алмазоиды (адамантаны ) были предложены в качестве молекулярных строительных блоков для самоорганизующихся молекулярных кристаллов.
Органическая химия алмазоидов распространяется даже на пентамантан. Среднее положение (основание) в этой молекуле (изомер [1 (2,3) 4] пентамантан) рассчитано для получения более благоприятного карбокатиона, чем апикальное положение (вверху) и простое бромирование пентамана 1 с бромом дает исключительно медиальное бромпроизводное 2, которое при гидролизе в воде и ДМФ образует спирт 3.
В отличие от нитроксилирование соединения 1 с помощью азотной кислоты дает апикальный нитрат 4 в качестве промежуточного продукта, который гидролизуется до апикального спирта 5 из-за более высокой стерической потребности активных электрофильных NO. 2HNO. 3разновидностей. Этот спирт может реагировать с тионилбромидом с образованием бромида 6 и в серии стадий (не показаны) с соответствующим тиолом. Пентамантан также может реагировать с тетрабромметаном и тетра-н-бутиламмоний бромидом (TBABr) в свободнорадикальной реакции с бромидом, но без селективности.
Диамондоиды обнаружены в зрелых высокотемпературных нефтяных жидкостях (летучие масла, конденсаты и влажные газы). Эти жидкости могут содержать до ложки диамондоидов на галлон США (3,78 литра). Обзор, проведенный Мелло и Молдован в 2005 году, показал, что, хотя углерод в алмазах не имеет биологического происхождения, алмазоиды, обнаруженные в нефти, состоят из углерода из биологических источников. Это было определено путем сравнения соотношений имеющихся изотопов углерода.
оптическое поглощение для всех алмазоидов лежит глубоко в ультрафиолетовая область спектра с оптической шириной запрещенной зоны около 6 электронвольт и выше. Было обнаружено, что спектр каждого алмазоида отражает его индивидуальный размер, форму и симметрию. Из-за их четко определенного размера и структуры алмазоиды также служат модельной системой для расчетов электронной структуры.
Многие оптоэлектронные свойства алмазоидов определяются различием в природе наиболее занятых и самые низкие незанятые молекулярные орбитали : первая - это а, тогда как вторая - это поверхностное состояние. В результате энергия самой нижней незанятой молекулярной орбитали примерно не зависит от размера алмазоида.
Было обнаружено, что алмазоиды проявляют отрицательное сродство к электрону, что делает их потенциально полезными в электронно-эмиссионные устройства.
