Tetramethylbutan
Tetramethylbutan ist das am stärksten verzweigte Isomer der Octane. Der hohe Verzweigungsgrad führt im Vergleich zu den eher kettenförmigen Isomeren zu abweichenden physikalischen Eigenschaften, wie z. B. einem signifikant höheren Schmelzpunkt, so dass die Verbindung als einziges der Octanisomere bei Raumtemperatur als Feststoff vorliegt.
Darstellung und Gewinnung
Die Synthese von Tetramethylbutan gelingt durch die Verknüpfung zweier tert-Butylgruppen. Bei einer frühen Darstellungsvariante wird tert-Butylmagnesiumchlorid mit tert-Butylchlorid umgesetzt.<ref>Russell E. Marker, Thomas S. Oakwood: Hexamethylethane and Tetraalkylmethanes, in: J. Am. Chem. Soc., 1938, 60 (11), S. 2598; Vorlage:DOI.</ref> Die Grignardverbindung kann in einer Eintopfvariante in situ bei der Umsetzung von tert-Butylchlorid mit Magnesium gebildet und umgesetzt werden.<ref>Donal T. Flood, George Calingaert: Hexamethylethane, in: J. Am. Chem. Soc., 1934, 56 (5), S. 1211–1212; Vorlage:DOI.</ref>
Die Dimerisierung von tert-Butylbromid oder tert-Butyliodid kann auch in Gegenwart von aktiviertem Kupfer erfolgen.<ref>Francis O. Ginah, Thomas A. Donovan Jr., Scott D. Suchan, Deborah R. Pfennig, Greg W. Ebert: Homocoupling of alkyl halides and cyclization of α,ω-dihaloalkanes via activated copper, in: J. Org. Chem., 1990, 55 (2), S. 584–589; Vorlage:DOI.</ref> Eine weitere Darstellungsvariante ist die Umsetzung von tert-Butyltrichlorsilan mit tert-Butyllithium.<ref>Michael P. Doyle, Charles T. West: Hindered organosilicon compounds. Synthesis and properties of di-tert-butyl-, di-tert-butylmethyl-, and tri-tert-butylsilanes, in: J. Am. Chem. Soc., 1975, 97 (13), S. 3777–3782; Vorlage:DOI.</ref>
Eigenschaften
Tetramethylbutan ist bei Raumtemperatur eine feste Substanz, die in zwei polymorphen Kristallformen auftritt.<ref name="Scott"/> Bei Raumtemperatur liegt die Kristallform I vor, die bei 100,8 °C in die flüssige Phase übergeht.<ref name="Scott"/> Bei −120,6 °C wird ein Phasenübergang von der Kristallform II zur Form I beobachtet. Hier erfolgt der Übergang von der kristallinen zu einer plastisch kristallinen Form.<ref name="Scott"/> Das bedeutet, die Verbindung liegt oberhalb dieser Temperatur bis zum Schmelzpunkt und somit auch bei Raumtemperatur in einem mesomorphen Zustand vor. Das Verhalten ist analog zu ähnlichen "kugelförmigen" Molekülen wie Cuban oder Adamantan, die ähnliche Mesophasen bilden. Der Siedepunkt der Verbindung liegt schon bei 107 °C, so dass die flüssige Phase bei Normaldruck nur in einem Temperaturbereich von etwa 6 K existiert.<ref name="Scott"/> Die Sublimationsdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 5,08335, B = 1724,764 und C = −38,383 im Temperaturbereich von 273 K bis 338 K.<ref name="Scott"/> Die Umwandlungsenthalpien betragen für den Übergang von Kristallform II zu I ΔtrH = 2,00 kJ·mol−1<ref name="Scott"/><ref name="Domalski"/>, für die Schmelze ΔmH = 7,54 kJ·mol−1<ref name="Scott"/><ref name="Domalski">E. S. Domalski, E. D. Hearing: Heat Capacities and Entropies of Organic Compounds in the Condensed Phase. Volume III, in: J. Phys. Chem. Ref. Data, 1996, 25, S. 1–525; Vorlage:DOI.</ref> und die Verdampfung ΔbH = 42,91 kJ·mol−1.<ref>Osborne, N.S.; Ginnings, D.C.: Measurements of heat of vaporization and heat capacity of a number of hydrocarbons in J. Res. NBS, 1947, 39, 453-477.</ref>
Einzelnachweise
<references />