Ein diamondoid, im Zusammenhang, Materialien für Nanotechnologie-Bestandteile zu bauen, bezieht sich am meisten allgemein auf Strukturen, die Diamanten in einem weiten Sinn ähneln: Nämlich haben sich starke, steife Strukturen, die dichte, 3. Netze von covalent Obligationen enthalten, hauptsächlich von den ersten und zweiten Reihe-Atomen mit einer Wertigkeit drei oder mehr geformt. Beispiele von diamondoid Strukturen würden kristallenen Diamanten, Saphir und andere steife Strukturen einschließen, die dem Diamanten, aber mit verschiedenen Atom-Ersetzungen ähnlich sind, die N, O, Si, S und so weiter einschließen könnten. Kohlenstoff-Strukturen von Sp ²-hybridized, die sich - im Gegensatz zu sp ³-hybridized Kohlenstoff im Diamanten - in planaren Platten einigen ("graphene" Platten) werden manchmal auch in die Klasse von diamondoid Materialien für die Nanotechnologie, z.B, den Grafit eingeschlossen, Kohlenstoff nanotubes, aus Platten von Kohlenstoff-Atomen bestehend, hat in Tuben, kugelförmigen buckyballs und andere graphene Strukturen gerollt.

Chemie

Im Zusammenhang der klassischen Chemie bezieht sich "diamondoid" auf Varianten des Kohlenstoff-Käfig-Moleküls bekannt als adamantane (CH), die kleinste Einheitskäfig-Struktur des Diamantkristallgitters. Diamondoids auch bekannt als nanodiamonds oder kondensierter adamantanes können einen oder mehr Käfige (adamantane, diamantane, triamantane, und höher polymantanes) sowie zahlreiche isomere und strukturelle Varianten von adamantanes und polymantanes einschließen. Diese diamondoids kommen natürlich in Erdölablagerungen vor und sind herausgezogen und in große reine Kristalle von polymantane Molekülen gereinigt worden, die mehr als ein Dutzend adamantane Käfige pro Molekül haben. Diese Arten sind von Interesse als molekulare Annäherungen des Kubikdiamantfachwerks, das mit C-H Obligationen begrenzt ist. Von Cyclohexamantane kann als ein nanometer-großer Diamant von etwa 5.6 * 10 Gramme gedacht werden.

Beispiele schließen ein:

• Adamantane (CH)
• Iceane (CH)
• V. CHR. 8 (CH)
• Diamantane (CH) auch diadamantane, zwei gesichtsverschmolzene Käfige
• Triamantane (CH), auch triadamantane. Diamantane hat 4 identische Gesichter, die verfügbar sind, für eine neue CH Einheit zu verankern.
• Isotetramantane (CH). Triamantane hat 8 Gesichter an, zu denen eine neue CH Einheit hinzugefügt werden kann, auf 4 isomers hinauslaufend. Einer dieser isomers zeigt eine spiralenförmige Drehung und ist deshalb prochiral. Der P und die M enantiomers sind getrennt worden.
• Pentamantane hat 9 isomers mit der chemischen Formel CH und ein mehr pentamantane bestehen mit der chemischen Formel CH
• Cyclohexamantane (CH)
• Super-adamantane (CH)
• Grundlegendes Beryllium-Azetat BeO (OCCH)

Ein tetramantane isomer ist jemals diamondoid bereit durch die organische Synthese am größten. Die allererste Isolierung einer breiten Reihe von diamondoids von Erdöl hat in den folgenden Schritten stattgefunden: Eine Vakuumdestillation über 345 °C, dem gleichwertigen atmosphärischen Siedepunkt, dann pyrolysis an 400 bis 450 °C, um alle Non-Diamondoid-Zusammensetzungen und dann eine Reihe von HPLC Trennungstechniken zu entfernen.

In einer Studie wird eine Tetramantane-Zusammensetzung mit thiol Gruppen an den Brückenkopf-Positionen ausgerüstet. Das erlaubt ihren Ankerplatz einer Goldoberfläche und Bildung von selbstgesammelten Monoschichten (Diamant auf dem Gold).

Die organische Chemie von diamondoids streckt sich sogar bis zu pentamantane aus. Die mittlere Position (Basis) in diesem Molekül wird berechnet, um einen günstigeren carbocation nachzugeben, als die Spitzenposition, die (die oberste) und einfache Bromierung von pentamane 1 mit Brom exklusiv den mittleren bromo abgeleiteten 2 gibt, die auf der Hydrolyse in Wasser / DMF den Alkohol 3 bildet.

Im Gegensatz gibt nitroxylation 1 mit Stickstoffsäure das Spitzennitrat 4 als ein Zwischenglied, das hydrolyzed zum Spitzenalkohol 5 erwartete zu höher steric Nachfrage der aktiven electrophilic Arten NO - HNO ist. Dieser Alkohol kann mit dem thionyl Bromid auf das Bromid 6 und in einer Reihe von Schritten (nicht gezeigt) zum entsprechenden thiol reagieren. Pentamantane kann auch mit tetrabromomethane und tetra-n-butylammonium Bromid (TBABr) in einer freien radikalen Reaktion zum Bromid, aber ohne Selektivität reagieren.

Ursprung und Ereignis von diamondoids

Diamondoids werden in reifen Hoch-Temperaturerdölflüssigkeiten (flüchtige Öle, Kondensate und nasses Benzin) gefunden. Diese Flüssigkeiten können bis zu einem Löffel diamondoids pro Gallone (ungefähr 3.78 Liter) haben. Eine Rezension durch Mello und Moldowan 2005 hat gezeigt, dass, obwohl der Kohlenstoff in Diamanten im Ursprung nicht biologisch ist, die in Erdöl gefundenen diamondoids aus Kohlenstoff von biologischen Quellen zusammengesetzt werden. Das wurde durch das Vergleichen der Verhältnisse der Kohlenstoff-Isotop-Gegenwart bestimmt.

Siehe auch

• Andere diamantähnliche Zusammensetzungen: Bor-Nitrid
• Erdölursprung von Abiogenic

Außenverbindungen

• Cluster and Nanocrystal Research Group, Technische Universität Berlin
• Molekulare Diamanttechnologien, Chevron Texaco
• Nanotechnologie und die Ankunft des Diamantalters
• Raman Laserspektroskopie und das Modellieren von Diamondoids