En química, los diamantoides son variantes de la molécula de jaula de carbono conocida como adamantano (C 10 H 16 ), la estructura de jaula unitaria más pequeña de la red cristalina de diamante . Los diamantoides, también conocidos como nanodiamantes o adamantanos condensados , pueden incluir una o más jaulas (adamantano, diamantano , triamanto y polimantanos superiores), así como numerosas variantes isoméricas y estructurales de adamantanos y polimantanos. Estos diamantoides se encuentran de forma natural en el petróleo .depósitos y han sido extraídos y purificados en grandes cristales puros de moléculas de polimantano que tienen más de una docena de jaulas de adamantano por molécula. [1] Estas especies son de interés como aproximaciones moleculares de la estructura cúbica del diamante , terminada con enlaces C-H. El ciclohexamantano se puede considerar como un diamante de tamaño nanométrico de aproximadamente5,6 × 10 −22 gramos . [2]
Un isómero de tetramantano es el diamanteide más grande jamás preparado por síntesis orgánica utilizando una reacción de cetocarbenoide para unir anillos de ciclopentano. [3] Se han formado diamantoides más largos a partir del ácido diamantano dicarboxílico. [4] El primer aislamiento de una amplia gama de diamantoides del petróleo se llevó a cabo en los siguientes pasos: [1] una destilación al vacío por encima de 345 °C, el punto de ebullición atmosférico equivalente , luego pirólisis a 400 a 450 °C para para eliminar todos los compuestos no diamanoides (diamondoides son termodinámicamente muy estables y sobrevivirán a esta pirólisis) y luego una serie detécnicas de separación por cromatografía líquida de alta resolución .
En un estudio, se ajusta un compuesto de tetramantano con grupos tiol en las posiciones de la cabeza de puente. [5] Esto permite su anclaje a una superficie de oro y la formación de monocapas autoensambladas (diamante sobre oro). Además, se han propuesto diamantoides funcionalizados ( adamantanos ) como bloques de construcción moleculares para cristales moleculares autoensamblados . [6] [7] [8]
La química orgánica de los diamantoides se extiende incluso al pentamantano . [9] Se calcula que la posición media (base) en esta molécula (el isómero [1(2,3)4]pentamantano) produce un carbocatión más favorable que la posición apical (superior) y la bromación simple del pentamano 1 con bromo exclusivamente da el derivado de bromo medial 2 que por hidrólisis en agua y DMF forma el alcohol 3 .
En contraste , la nitroxilación de 1 con ácido nítrico da el nitrato apical 4 como un intermediario que se hidroliza al alcohol apical 5 debido a la mayor demanda estérica del NO electrofílico activo .−
2HNO+
3especies. Este alcohol puede reaccionar con bromuro de tionilo al bromuro 6 y en una serie de pasos (no mostrados) al tiol correspondiente . El pentamantano también puede reaccionar con tetrabromometano y bromuro de tetra - n -butilamonio (TBABr) en una reacción de radicales libres al bromuro pero sin selectividad.
Los diamantoides se encuentran en fluidos de petróleo maduros a alta temperatura (aceites volátiles, condensados y gases húmedos). Estos fluidos pueden tener hasta una cucharada de diamantina por galón estadounidense (3,78 litros). Una revisión realizada por Mello y Moldowan en 2005 mostró que aunque el carbono de los diamantes no es de origen biológico, los diamantoides que se encuentran en el petróleo están compuestos de carbono de fuentes biológicas. Esto se determinó comparando las proporciones de los isótopos de carbono presentes. [10]