Twistane

Le twistane ou le tricyclo[4.4.0.03,8]décane (nom IUPAC) est un composé organique qui est un cycloalcane tricyclique. C'est un isomère du plus simple des diamondoïdes, l'adamantane et comme celui-ci, il n'est pas très volatil. Le twistane a été nommé ainsi en raison de la façon dont ses cycles hexane sont forcés de manière permanente dans une conformation dite twist-boat (« bateau tordu »)[2].

Twistane
Identification
Nom UICPA tricyclo[4.4.0.03,8]décane
Synonymes

(+/–)-twistane
No CAS 253-14-5 (+/–)
21449-14-9 (+)
37165-28-8 (–)
PubChem 5460768
ChEBI 32904
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule C10H16  [Isomères]
Masse molaire[1] 136,234 ± 0,009 1 g/mol
C 88,16 %, H 11,84 %,
Propriétés physiques
T° fusion 163 à 164,8 °C[2]
T° ébullition 187,1 °C à 760 mmHg[3]
Masse volumique 0,976 g·cm-3[3]
Point d’éclair 48,9 °C[3]
Pression de vapeur saturante 0,881 mmHg à 25 °C[3]
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,517[3]
Écotoxicologie
LogP 2,83260[3]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Stéréochimie

Les seules opérations de symétrie du twistane sont des rotations de 180°, il ne possède que trois axes C2 perpendiculaires et passant par le centre de la molécule. Ainsi le groupe de symétrie du twistane est D2. Bien qu'il possède quatre atomes de carbone chiraux, il n'existe qu'une paire d'énantiomères du fait de sa symétrie par rapport aux axes C2[4] :

  • (+)-twistane ou (1R,3R,6R,8R)-tricyclo[4.4.0.03,8]décane, de numéro CAS 21449-14-9 ;
  • (–)-twistane ou (1S,3S,6S,8S)–tricyclo[4.4.0.03,8]décane, de numéro CAS 37165-28-8.

Synthèse

La synthèse du twistane a été publiée par H.W. Whitlock en 1962[5]. Depuis, il a été synthétisé de nombreuses façons. La synthèse originale de 1962 est basée sur des dérivés du bicyclo[2.2.2]octane[5]. Une autre synthèse de 1967 utilise une condensation aldolique intramoléculaire d'une cis-décaline dicétone (3,9-dioxo-cis-décaline)[6]. Le twistane peut aussi être formé à partir du basketane par hydrogénation de deux de ses liaisons C-C pour les cliver[7].

Propriétés

Le spectre RMN du twistane consiste en trois multiplets à 8,37, 8,46 et 8,67τ dans un ratio 1:2:1[6].

Polytwistane

Le polytwistane est un polymère hypothétique d'unités twistane fusionnées en attente d'une synthèse réelle[8],[9],[10],[11].

Notes et références
  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. Hans Beyer, Wolfgang Walter, trad. Douglas Lloyd, Organic Chemistry, 1997, Horwood Publishing, p. 416. (ISBN 1-898563-37-3).
  3. twistane, sur molbase.com
  4. P.S. Kalsi, Stereochemistry Conformation and Mechanism, 2005, New Age Publishers, p. 94 (ISBN 81-224-1564-4).
  5. H.W. Whitlock, Tricyclo[4.4.0.03.8]Decane, Journal of the American Chemical Society, 1962, vol. 84(17), p. 3412-3413, DOI:10.1021/ja00876a047.
  6. Jean Gauthier, Pierre Deslongchamps, A new synthesis of twistane , Canadian Journal of Chemistry, 1967, vol. 45(3), p. 297-300, DOI:10.1139/v67-052.
  7. Tse-Lok Ho, Symmetry: A Basis for Synthesis Design, 1995, Wiley-IEEE, p. 69 (ISBN 0-471-57376-0).
  8. S. R. Barua, H. Quanz, M. Olbrich, P. R. Schreiner, D. Trauner, W. D. Allen, Polytwistane, Chem. Eur. J., 2014, vol. 20, p. 1638–1645, DOI:10.1002/chem.201303081.
  9. Martin Olbrich, Peter Mayer, Dirk Trauner, A step toward polytwistane: synthesis and characterization of C2-symmetric tritwistane, Org. Biomol. Chem., 2014, vol. 12, p. 108-112, DOI:10.1039/C3OB42152J.
  10. Martin Olbrich, Peter Mayer, Dirk Trauner, Synthetic Studies toward Polytwistane Hydrocarbon Nanorods, The Journal of Organic Chemistry, article ASAP 2014, DOI:10.1021/jo502618g.
  11. Boris Maryasin, Martin Olbrich, Dirk Trauner et Christian Ochsenfeld, Calculated Nuclear Magnetic Resonance Spectra of Polytwistane and Related Hydrocarbon Nanorods, J. Chem. Theory Comput., 2015, vol. 11(3), p. 1020-1026, DOI:10.1021/ct5011505
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