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| 立方烷 |
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立方烷是一種有機化合物，為人工合成的烷烴，又稱為五環辛烷，分子式為C8H8。從甲醇中結晶並在大氣壓下於室溫以上升華可得菱形晶體。對熱不穩定，200℃可分解。結構特點為八個碳原子對稱地排列在立方體的八個角上。互以單鍵相連，是一種籠形結構，張力很高的五縮環體系。八個碳原子對稱的排列在立方體的八個角上。此烷烴屬於柏拉圖烴的一種。C原子以sp3雜化軌道成鍵，分子為非極性分子。在催化劑作用下，容易發生異構化。可以溴代環戊烯酮的二聚體經一系列複雜反應，最後從甲醇溶液中結晶析出；也可通過光化學反應合成；還可由環丁二烯與2,5-二溴對苯醌進行[2+4]環加成，產物接着在光作用下發生[2+2]環加成，繼之用氫氧化鉀處理得到立方烷-1,3-二羧酸，該二元酸按游離基方法脫羧即得立方烷。用於化學研究工作。 立方烷於1964年由芝加哥大學的Dr. Philip Eaton與Thomas W. Cole首先合成。在他們合成出立方烷之前，人們曾一度認為其不可合成，因為碳碳鍵的鍵角均為90度，張力過大而不穩定。不過當此物質被合成出以後，人們發現它在動力學上很穩定。立方烷生成熱、密度等均很大，因而備受矚目。[1]
簡介
1.化學名:五環辛烷 學名：五環[4,2,O,O2.5,O3,8,O4,7]辛烷 2.英文名：cubane (pentacyclo[4.2.0.02,5.03,8.04,7]octane) 3.分子式：C8H8 4.分子量：104.15； 5.熔點130~131℃ 6.性狀及結構:無色晶體。它的八個碳原子位於立方體的頂點，互以單鍵相連，是一種籠形結構，張力很高的五縮環體系。八個碳原子對稱的排列在立方體的八個角上。 C原子以sp3雜化軌道成鍵，分子為非極性分子。 在催化劑作用下，容易發生異構化。 7.穩定性：對熱不穩定，200℃可分解。 8.製法：可以溴代環戊烯酮的二聚體經一系列複雜反應，最後從甲醇溶液中結晶析出；也可通過光化學反應合成；也可由環丁二烯與2,5-二溴對苯醌合成。
結構
立方烷分子結構為立方體型，8個頂角處各有一個碳原子，另各有一個氫原子與之相連。碳原子採用變形的sp3雜化，C-C鍵鍵長155.1pm，大於一般的碳碳單鍵。
合成路線
1964年的立方烷有機合成比較經典，其起始原料是2-環戊烯酮（即第一部分中的化合物1.1）： 第一部分：合成立方烷的前體2-溴代環戊二烯酮 在溶劑四氯化碳中，N-溴代丁二酰亞胺上的溴原子取代了2-環戊烯酮烯丙位上的氫，生成化合物1.2，然後在正戊烷-二氯甲烷混合溶劑中將其進一步溴化得到三溴代物1.3，後者再在乙醚中被二甲胺消除兩分子溴化氫便可得到2-溴代環戊二烯酮1.4。 第二部分：合成立方烷 在第二部分中，化合物2.1首先自發地二聚為2.2，這是一個迪爾斯-阿爾德反應，與環戊二烯二聚為雙環戊二烯較為相似。因為每個溴原子都需要與另一溴原子以及羰基保持最小的位阻，另外生成內型產物的過渡態中有次級軌道作用，所以這步反應只生成內型產物，這是後續步驟成功的前提。接着在溶劑苯中，用對甲苯磺酸催化，以乙二醇保護兩個羰基，使其成為縮酮。其中一個被保護的羰基在鹽酸水溶液的作用下會被選擇性去保護，而得到2.3。 在下一步中，內型產物2.3（兩個碳碳雙鍵較為接近）通過光化學[2+2]環加成反應形成了籠狀化合物2.4。在氫氧化鉀的作用下，α-溴代酮通過法沃斯基重排而縮環，轉變為羧酸2.5。隨後，在氯化亞碸的作用下將羧基轉為酰氯，後者與過氧化叔丁醇反應，在吡啶中生成了叔丁基過氧酯2.6。將2.6加熱後可進行脫羧反應變為2.7。同樣地，將另一個羰基去保護，得到2.8，然後以相同的手法通過法沃斯基重排得到2.9，再脫羧得到2.10與2.11，最後在甲醇溶液中析出結晶而得到產品。
反應
立方烷可以通過金屬離子催化的σ遷移反應轉變為楔形烷。