Adamantan

Strukturformel
	Skelettformel von Adamantan
Allgemeines
Name	Adamantan
Andere Namen	Tricyclo[3.3.1.13,7]decan
Summenformel	C10H16
Kurzbeschreibung	farbloser, campherartig riechender Feststoff<ref name="roempp">Eintrag zu Adamantan. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	206-001-4
ECHA-InfoCard	100.005.457
PubChem	9238
ChemSpider	8883
DrugBank	DB03627
Wikidata	[[:d:Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)\|Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)]]
Eigenschaften
Molare Masse	136,23 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,07 g·cm−3 (20 °C)<ref name="alfa" />
Schmelzpunkt	266–268 °C<ref name="alfa" />
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser<ref name="alfa" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="alfa">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa AesarVorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref> Gefahr	Gefahrensymbol
	Gefahrensymbol
H- und P-Sätze	H: 400
	P: 273‐391‐501<ref name="alfa" />
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Adamantan ist ein verbrückter Kohlenwasserstoff und der einfachste Diamantoid. Es bildet farblose, campherartig riechende Kristalle. Die Struktur des Adamantans besteht formal aus vier Cyclohexanmolekülen in Sesselkonformation. Adamantan hat eine tetraedrische Struktur: An den vier Ecken befinden sich Kohlenstoffatome, die sechs Kanten sind nach außen genickt mit je einem C-Atom in der Mitte. Diese hochsymmetrische Struktur (Punktgruppe T_d) findet sich auch in anderen chemischen Stoffen wie Methenamin und Phosphortrioxid, sie wird gelegentlich als Adamantan-artig bezeichnet.

Vorkommen

Adamantan kommt in der Natur nur in Spuren in einigen Bergkristallen vor. Es findet sich außerdem in kleinen Mengen im Erdöl, aus dem es zuerst isoliert wurde (Stanislav Landa, 1933).<ref>S. Landa, V. Macháček: Sur l’adamantane, nouvel hydrocarbure extrait du naphte. In: Coll. Czech. Chem. Comm. Band 5, 1933, S. 1–5, doi:10.1135/cccc19330001. </ref><ref>H. Stetter: Die Chemie der organischen Ringsysteme mit Urotropin-Struktur. In: Angewandte Chemie. Band 66, Nr. 8, 1954, S. 217–229, doi:10.1002/ange.19540660802. </ref>

Synthese

Der tricyclische Kohlenwasserstoff ist durch Umlagerung von Tetrahydrodicyclopentadien, das durch Hydrierung des Diels-Alder-Dimers von Cyclopentadien hergestellt wird, mittels Aluminiumchlorid leicht zugänglich.<ref>Paul von R. Schleyer, M. M. Donaldson, R. D. Nicholas, C. Cupas: Vorlage:Linktext-Check In: Organic Syntheses. 42, 1962, S. 8, doi:10.15227/orgsyn.042.0008; Coll. Vol. 5, 1973, S. 16–19 (PDF).</ref> Die Herstellung läuft bei 160 °C ab.

Synthese von Adamantan

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Adamantan ist bei Raumtemperatur eine feste Substanz, die in zwei polymorphen Kristallformen auftritt.<ref name="Andrews">J.T.S. Andrews, R.E. Carpenter, T.M. Martinko, R.C. Fort, T.A. Flood, M.G. Adlington: Transition and Fusion Thermodynamics of Heteroadamantanes. In: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 41, 1978, S. 257–261, doi:10.1080/00268947808070312.</ref> Bei Raumtemperatur liegt die Kristallform I vor, die bei 270 °C in die flüssige Phase übergeht.<ref name="Espeau">P. Espeau, R. Ceolin: Thermodynamic studies of solids with non-negligible vapour pressure: T–v and p–T diagrams of the dimorphism of adamantane. In: Thermochimica Acta. 73, 2001, S. 147–154, doi:10.1016/S0040-6031(01)00561-5.</ref> Bei −64,5 °C wird ein Phasenübergang von der Kristallform II zur Form I beobachtet. Hier erfolgt der Übergang von der kristallinen zu einer plastisch kristallinen Form.<ref name="Kabo">G.J. Kabo, A.V. Blokhin, M.B. Charapennikau, A.G. Kabo, V.M. Sevruk: Thermodynamic properties of adamantan and the energy states of molecules in plastic crystals for some cage hydrocarbons. In: Thermochimica Acta. 345, 2000, S. 125–133, doi:10.1016/S0040-6031(99)00393-7.</ref><ref name="Herbstein">F. H. Herbstein: Some applications of thermodynamics in crystal chemistry. In: J. Mol. Struct. 374, 1996, S. 111–128, doi:10.1016/0022-2860(95)08996-9.</ref> Das bedeutet, die Verbindung liegt oberhalb dieser Temperatur bis zum Schmelzpunkt und somit auch bei Raumtemperatur in einem mesomorphen Zustand vor. Das Verhalten ist analog zu ähnlichen „kugelförmigen“ Molekülen wie Cuban oder Tetramethylbutan, die ähnliche Mesophasen bilden.

Chemische Eigenschaften

Adamantan ist sehr stabil und allgemein wenig reaktionsfreudig. Eliminierungen sind unmöglich, die Bredtsche Regel gilt für alle Kohlenstoff-Atome. Substitutionsreaktionen finden vorwiegend am Brückenkopf-C1 statt. In Wasser ist Adamantan nahezu unlöslich.

Verwendung

Es findet Verwendung als Matrix für Radikale<ref>David E. Wood, Roger V. Lloyd: EPR of Free Radicals in an Adamantane Matrix. I. Aliphatic Aminoalkyl Radicals. In: The Journal of Chemical Physics. Band 53, Nr. 10, 15. November 1970, S. 3932–3942, doi:10.1063/1.1673862. </ref> und als Referenzsubstanz in der Festkörper-NMR-Spektroskopie. Durch die hohe Symmetrie der Moleküle ist eine molekulare Rotation im Festkörper vorhanden, die besonders einfach messbar ist.<ref>Roy Hoffman: Solid-state chemical-shift referencing with adamantane. In: Journal of Magnetic Resonance. Band 340, Juli 2022, S. 107231, doi:10.1016/j.jmr.2022.107231. </ref>

Bei Bestrahlung von Adamantan mit Elektronen im Vakuum können – auch bei Raumtemperatur – sehr reine und störstellenarme Nanodiamanten synthetisiert werden.<ref>Claudia Krapp: Neuer Weg zu synthetischen Diamanten. In: scinexx.de. MMCD NEW MEDIA, Düsseldorf, 5. September 2025, abgerufen am 5. September 2025. </ref><ref>Jiarui Fu, Takayuki Nakamuro, Eiichi Nakamura: Rapid, low-temperature nanodiamond formation by electron-beam activation of adamantane C–H bonds. In: Science. Vol 389, Nr. 6764. American Association for the Advancement of Science, 4. September 2025, S. 1024–1030, doi:10.1126/science.adw2025. </ref>

Es findet auch zur Herstellung weiterer Adamantanderivate Verwendung:

Adamantan-1-ylamin (Amantadin) findet Verwendung gegen Morbus Parkinson und gegen die vom Influenza-A-Virus ausgelöste Virusgrippe. Es wirkt vorbeugend gegen das Influenza-A-Virus H5N1 der Vogelgrippe H5N1 48 Stunden nach Infektion.<ref>T. H. Maugh: Panel urges wide use of antiviral drug. In: Science. Band 206, Nr. 4422, 30. November 1979, S. 1058–1060, doi:10.1126/science.386515, PMID 386515. </ref>
3,5-Dimethyl-adamantan-1-ylamin (Memantin) findet Verwendung als Antidementivum in der Behandlung von moderater bis schwerer Demenz vom Alzheimer-Typ.<ref>Claire Mount, Christian Downton: Alzheimer disease: progress or profit? In: Nature Medicine. Band 12, Nr. 7, 1. Juli 2006, S. 780–784, doi:10.1038/nm0706-780. </ref>

Einzelnachweise

Weblinks

Commons: Adamantan – Sammlung von Bildern