1,3-二甲基金刚烷
[CAS# 702-79-4]

基本信息

• 产品分类: 化学试剂 >> 有机试剂 >> 酯类 >> 甲酯类化合物
• 产品名称: 1,3-二甲基金刚烷
• 英文名: 1,3-Dimethyladamantane
• 别名: 1,3-Dimethyltricyclo[3.3.1.1(3,7)]decane
• 分子式: C₁₂H₂₀
• 分子量: 164.29
• CAS 登录号: 702-79-4
• EC 号码: 211-870-8
• 分子行输入简码SMILES: CC12CC3CC(C1)CC(C3)(C2)C

物理化学性质

• 密度: 1.0±0.1 g/cm³ 计算值^*, 0.902 g/mL (实验值)
• 熔点: -30 °C (实验值)
• 沸点: 199.9±7.0 °C 760 mmHg (计算值)^*, 201 °C (实验值)
• 闪点: 52.8 °C (计算值)^*, 52 °C (实验值)
• 折射率: 1.521 (计算值)^*, 1.478 (实验值)

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS02 警告
• 危害标签: H226
• 防护标签: P210-P233-P240-P241-P242-P243-P280-P303+P361+P353-P370+P378-P403+P235-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
易燃液体	Flam. Liq.	3	H226
吸入危险	Asp. Tox.	1	H304
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315

发现和应用

1,3-二甲基金刚烷是一种取代金刚烷烃，其中两个甲基位于刚性三环金刚烷骨架的1位和3位。金刚烷本身于20世纪初首次从石油馏分中分离出来，后来在实验室合成，成为笼状烃化学中的重要模型化合物。包括1,3-二甲基金刚烷在内的烷基取代金刚烷的发现，源于对金刚烷骨架反应性、取代模式和稳定性的系统研究。这些研究表明，在受控条件下可以实现桥头位置的取代，从而得到一系列具有独特结构和物理性质的二甲基金刚烷异构体。

1,3-二甲基金刚烷的合成通常是通过以金刚烷或相关前体为原料的烷基化或重排反应来实现的。早期研究表明，路易斯酸催化的甲基化反应可以选择性地将甲基引入金刚烷骨架，尽管通常会得到异构体混合物。后来，反应控制和分离技术的进步使得能够分离和表征特定的二甲基金刚烷异构体。使用光谱方法进行的结构解析证实了1,3-二取代化合物独特的刚性和对称性，使其成为烃类化学中的参考结构。

从应用角度来看，1,3-二甲基金刚烷主要用作研究化合物，而不是大宗工业化学品。其刚性饱和的笼状结构使其成为研究非芳香烃中空间效应、构象刚性和取代基影响的宝贵模型体系。在物理有机化学中，二甲基金刚烷已被用于研究碳正离子重排和稳定性，因为与非环状类似物相比，金刚烷基碳正离子表现出异常的稳定性。这些研究有助于阐明与超共轭和三维键合效应相关的基本概念。

在材料和石油化工研究中，包括1,3-二甲基金刚烷在内的取代金刚烷作为高能量密度燃料和润滑剂的组分引起了人们的兴趣。金刚烷核心的高热稳定性和紧凑结构使其具有良好的挥发性和抗热降解性。虽然1,3-二甲基金刚烷本身并未广泛用于此类用途，但已与其他烷基金刚烷一起进行研究，以了解取代模式如何影响熔点、沸点和粘度，这些信息对于设计先进的烃类流体非常有用。另一个应用领域是分析化学，其中1,3-二甲基金刚烷已被用作气相色谱和质谱分析中的参考或校准化合物。金刚烷衍生物明确的碎片化模式使其适用于测试仪器性能以及研究质谱分析中的结构-碎片化关系。甲基取代基的存在为研究微小结构变化如何影响电离和碎片化行为提供了额外的见解。

尽管许多生物活性化合物都基于金刚烷骨架，例如抗病毒药物和神经系统药物，但1,3-二甲基金刚烷本身尚未被开发为药物。相反，它的重要性在于提供了一个化学惰性且结构刚性的支架，为更复杂的官能化金刚烷衍生物的设计和理解提供了基础。因此，对二甲基金刚烷的研究通过扩展关于如何在不损害稳定性的情况下将取代基定位在金刚烷核心上的知识，间接促进了药物化学的发展。

总而言之，1,3-二甲基金刚烷是取代金刚烷家族中一个结构明确的成员，其发现源于对笼状烃的基础研究。它的应用主要集中在研究领域，包括物理有机化学、材料科学和分析方法开发。通过这些作用，它继续支持人们对刚性烃系统中结构-性质关系的更深入理解。

参考文献

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Baranov, N. I., Bagrii, E. I., Safir, R. E., Cherednichenko, A. G., Bozhenko, K. V. & Maksimov, A. L. (2024). Quantum-chemical study of formation of alkyl- and alkenyladamantanes by ionic alkylation with olefins. Kinetics and Catalysis, 65, 123-132. https://doi.org/10.1134/s0023158423601171