Dodecahedran

Strukturformel
Allgemeines
Name	Dodecahedran
Summenformel	C20H20
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 4493-23-6 PubChem 123218 Wikidata Q418284
Eigenschaften
Molare Masse	260,36 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,434 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	430 °C[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[2]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Dodecahedran ist ein Molekül aus der Gruppe der isocyclischen Kohlenwasserstoffe und besitzt die Summenformel C₂₀H₂₀.

Das Molekül hat die Form eines Dodekaeders – eines platonischen Körpers – und gehört somit zur Gruppe der platonischen Kohlenwasserstoffe.^[3] Dabei ist jedes Kohlenstoffatom mit drei weiteren Kohlenstoffatomen und einem Wasserstoffatom verbunden. Immer fünf Kohlenstoffatome bilden somit eine Seitenfläche des 12-flächigen Polyeders. Das Dodecahedran wurde erstmals 1982 von Leo A. Paquette synthetisiert.^[4] Die Verbindung kristallisiert in einem kubischen Kristallgitter.^[1]

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  Stäbchenmodell Dodecahedran
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  Dodekahedran, dynamische Präsentation. Alle Kanten sind C–C-Bindungen, Methingruppen (CH-Gruppen) bilden die Ecken
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  Kalottenmodell Dodecahedran

Die von Leo A. Paquette beschrittene Route zu Dodecahedran ermöglichte zwar die Erstsynthese, erwies sich aber in der Folgezeit als zu aufwändig, um Multi-Gramm-Mengen an Dodecahedran bereitzustellen und die Chemie der Dodecahedrane im Detail zu untersuchen. Diese wurde erst durch die im Arbeitskreis Horst Prinzbach ausgearbeitete Pagodan-Route zum Dodecahedran möglich. Die Route ist benannt nach dem Kohlenwasserstoff Pagodan (C₂₀H₂₀),^[5] da in ihrer ursprünglichen Variante Dodecahedran durch katalysierte Gasphasenisomerisierung von Pagodan erhalten wurde.^[6][7] Eine Zusammenfassung der über mehrere Jahre optimierten Route in ihrer Endversion – die nun immer noch über Pagodan-Derivate verläuft aber die nur in geringen Ausbeuten zu erreichende direkte Isomerisierung von Pagodan zu Dodecahedran vermeidet – findet sich im nachfolgenden Schema.^[8]

Die Synthese beginnt mit dem ehemals als Insektizid eingesetzten Isodrin (1). Im Laufe der Synthese werden einige weniger bekannte Reaktionsschritte durchlaufen.

Herauszuheben sind:

1. Dyotroper H-Transfer (3) → (4)
2. [2+2]/[6+6]-Photocycloaddition (9) → (10)
3. transannularer Hydrid-Transfer unter Eintritt eines Nuclophils (17) → (18)
4. Nutzung eines „nackten“ Fluorids als sterisch schlanke, starke Base (18) → (19)

Commons: Dodecahedran – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

1. ↑ ^{a b c} M. Bertau, F. Wahl, A. Weiler, K. Scheumann, J. Woerth, M. Keller, H. Prinzbach: From Pagodanes to Dodecahedranes – Search for a Serviceable Access to the Parent (C₂₀H₂₀) Hydrocarbon. In: Tetrahedron, 1997, 53, S. 10029–10040; doi:10.1016/S0040-4020(97)00345-1.
2. ↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
3. ↑ Eintrag zu platonische Kohlenwasserstoffe. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 19. Juni 2014.
4. ↑ R.J. Ternansky, D.W. Balogh, L.A. Paquette: Dodecahedrane. In: J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, S. 4503–4504; doi:10.1021/ja00380a040.
5. ↑ Wolf Dieter Fessner, Gottfried Sedelmeier, Paul R. Spurr, Grety Rihs, H. Prinzbach: “Pagodane”: the efficient synthesis of a novel, versatile molecular framework. In: Journal of the American Chemical Society, 1987, 109 (15), S. 4626–4642; doi:10.1021/ja00249a029.
6. ↑ Wolf-Dieter Fessner, Bulusu A. R. C. Murty, Horst Prinzbach: The Pagodane Route to Dodecahedranes – Thermal, Reductive, and Oxidative Transformations of Pagodanes. In: Angewandte Chemie International Edition in English, 1987, Volume 26, Issue 5, S. 451–452; doi:10.1002/anie.198704511.
7. ↑ Wolf-Dieter Fessner, Bulusu A. R. C. Murty, Jürgen Wörth, Dieter Hunkler, Hans Fritz, Horst Prinzbach, Wolfgang D. Roth, Paul von Ragué Schleyer, Alan B. McEwen, Wilhelm F. Maier: Dodecahedranes from [1.1.1.1]Pagodanes. In: Angewandte Chemie International Edition in English, 1987, Volume 26, Issue 5, S. 452–454, doi:10.1002/anie.198704521.
8. ↑ H. Prinzbach, F. Wahl, A. Weiler, P. Landenberger, J. Woerth, L.T. Scott, M. Gelmont, D. Olevano, F. Sommer, B. von Issendorff: C20 Carbon Clusters: Fullerene – Boat – Sheet Generation, Mass Selection, PE Characterization. In: Chem. Eur. J., 2006, 12, S. 6268–6280; doi:10.1002/chem.200501611.