Химические и физические свойства
Адамантаны – каркасные углеводороды, трициклические нафтены, содержащие не менее одного фрагмента адамантана[1].
Адамантан и его производные, в частности алкиладамантаны содержатся в нефтях. Исследования показали, что они образовались в результате каталитического превращения других углеводородов. Адамантаны обнаружены в органическом веществе кристаллического фундамента Земли, в межзвездном пространстве, в веществе метеорита[2].
Кроме адамантана в нефтях обнаружены его многочисленные моно-, ди- и триметильтные и –этильные гомологи состава C11–C15. Качественное и количественное определение в нефтях адамантанов стало надежнее после разработки гидрокрекинга. В процессе последнего углеводороды неадамантановой структуры претерпевают деструкцию, а адамантан и его гомологи остаются неизменными[4].
Химические и физические свойства адамантанов разнообразны и зависят от их структурного строения, изомерии, наличия и положения заместителей в голове моста и прочее[4].
В частности, в отличии от адамантана, имеющего высокую температуру плавления (+269ºC), алкиладамантаны – жидкости с низкими температурами застывания (для 1,3-диметиладамантана это -60ºC), обладающие повышенной термической и антиокислительной стабильностью. Одновременно отмечено, что адамантан и алкиладамантаны проявляют повышенную по сравнению с другими насыщенными углеводородами реакционную способность. Это позволяет их активно использовать в органическом синтезе. Отдельные реакции, в частности, реакция ионного бромирования адамантана уже при комнатной температуре протекает с высокой интенсивностью[1].
Необычен порядок элюирования акиладамантанов (порядок их температур кипения). Отмечается, что все метилзамещенные (в голове моста) адамантаны имеют значительно более низкие температуры кипения, чем углеводороды, где хотя бы один заместитель не расположен в голове моста (2-метил --,1,2- и 1,4-диметиладамантаны). Разница в температурах кипения таких адамантанов велика настолько, что 2-метиладамантан кипит позднее 1,3,5,7 – тетраметиладамантана[4].
Действие на растения
Адамантаны ингибируют прорастание семян, рост корней и пролиферативную активность в клетках корневой меристемы растений, в частности лука репчатого(Allium cepa). Цитотоксичность зависит от строения адамантанов и от концентрации их растворов. Адамантаны по-разному влияют на стадии клеточного цикла. В зависимости от того на какие процессы влияют адамантаны происходит остановка клеточного деления на определенной стадии митоза[5].
В частности, адомантин, 6-аминоадамантилгалактопираноза и 3-этил-1-адамантанамин вызывают метотический блок на стадии профазы, 1-амино-3-метил-адамантан – на стадии метафазы, 3-(N-адамантил-амино) -3-дезокси-1,2,5,6-ди-О-изопропилиденксило – на стадии анафазы, адамантан – на стадии телофазы[5].
Выявление способности вещества останавливать клеточное деление на различных стадиях митоза позволяет предположить и механизмы действия данных соединений. В частности, блокировка на стадии профазы говорит о воздействии на метаболизм нуклеиновых кислот. На стадии метафазы – о воздействии на метаболизм аппарата, осуществляющего расхождение хромосом к полюсам. Блок на стадии анафазы свидетельствует о величине повреждения хромосомного аппарата[5].
Применение
Адамантаны, в большинстве, биологически активные вещества. Это их свойство широко используется в медицине. Особенно широкое применение имеют азотсодержащие производные адамантана. В частности, хлоргидрат 1-аминоадамантана проявил широкий спектр противовирусной активности и активности против болезни Паркинсона. Препараты на основе этого вещества спасли множество человеческих жизней во время эпидемии гонконского гриппа в начале 70-х годов. Во времена Советского Союза в качестве лекарственного препарата активно использовался римантадин (ремантадин), обладающий высокой активностью в отношении вирусов гриппа серотипа А[1]. В настоящее время этот препарат не рекомендован к применению в связи с возникновением резистентности к нему у многих групп вирусов[6].
Адамантаны используются для получения полимерных материалов. Высокомолекулярные соединения, содержащие циклы адамантана обладают большей твердостью, термостойкостью, высокими значениями температуры стеклования, устойчивостью к гидролизу, малой усадкой при формовании[1].
Изучение закономерностей и особенностей изомерного состава и распределения алкиладамантанов в нефтях различных месторождений является основой для выяснения вопросов генезиса, развития и миграции нефтей[1].
В сфере защиты растений адамантаны в настоящее время не находят широкого применения, но родоначальник ряда – адамантан, благодаря низкой токсичности и высокой эффективности использования служит действующим веществом регуляторов роста растений, разрешенных к использованию на территории России для обеспечения сохранения товарных качеств и продления срока хранения плодов – «Фитомаг-Эко, П»[3].
Токсикологические свойства и характеристики
Адамантаны, как указывалось ранее, характеризуются различными физико-химическими свойствами. Отмечается усиление токсикологических и мутагенных свойств данной группы веществ с возрастанием величины дипольного момента, молекулярного объема и увеличением молекулярной массы[5].
Адамантаны относятся к органическим соединениям, изменяющим топологию мембран тем или иным способом, то есть к мембранотропным агентам способным опосредовано влиять на хромосомный аппарат клеток[5].
Получение
Получение адамантанов базируется на дешевом и доступном углеводородном сырье – жидких продуктах и отходах переработки нефти и каменного угля, содержащих различные непредельные и ароматические углеводороды. Практически все они после гидрирования и изомеризации могут быть превращены в углеводороды ряда адамантана. При изомеризации трициклических пергидроароматических углеводородов образуется обычно смесь алкиладамантанов[1].
История
Адамантан впервые получен С. Ландой и В. Махачеком в 1933 году при исследовании нефти Годонинского месторождения в Чехословакии. Впоследствии были разработаны синтетические методы получения адамантана путем изомеризации гидрированного димера циклопентадиена, а также получения алкиладамантанов изомеризацией трициклическихпергидроароматических углеводородов над галогенидами алюминия и над алюмоокисными и алюмосиликатными катализаторами[1].
На основе адамантана выросло новое научное направление – химия полиэдранов. Благодаря разработке легкодоступных методов каталитического синтеза адамантана и его гомологов химия адамантанов занимает одно из ведущих мест в химии углеводородов и их производных[4].
Статья составлена с использованием следующих материалов:
Литературные источники:
1.Багрий, Е.И. Адамантаны/ Е.И. Багрий. – М.: Наука, 1989. – 264 с.
Гордадзе Г. Н. Диамантаны состава С14-С15 в органическом веществе кристаллического фундамента/ Гордадзе Г. Н., Русинова Г. В. //Геохимия. – 2004. – №. 11. – С. 1228-1232.
Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2022 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)
Петров Ал. А. Углеводороды нефти. – Москва: Наука,1984 – 264 с.
Шутова Ю. Г. Экологическая опасность адамантанов и их физико-химические свойства. Вестник СамГУ – Естественнонаучная серия. 2006. №7 (47) – стр 255 – стр 268.
Источники из сети интернет:
6.
Свернуть
Список всех источников
Оставьте свой отзыв:
Отзывы:
Комментарии для сайта Cackle