Tetramethylbutan

Strukturformel
	Struktur von 2,2,3,3-Tetramethylbutan
Allgemeines
Name	Tetramethylbutan
Andere Namen	2,2,3,3-Tetramethylbutan; Hexamethylethan;
Summenformel	C8H18
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	209-855-6
ECHA-InfoCard	100.008.961
PubChem	11675
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
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Eigenschaften
Molare Masse	114,22 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="Sigma" />
Dichte	0,82 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	100,8 °C<ref name="Scott">D. W. Scott, D. R. Douslin, M. E. Gross, G. D. Oliver, H. M. Huffman: 2,2,3,3-Tetramethylbutane: Heat capacity, heats of transition, fusion and sublimation, vapor pressure, entropy and thermodynamic functions, in: J. Am. Chem. Soc., 1952, 74 (4), S. 883–887; doi:10.1021/ja01124a007.</ref>
Siedepunkt	107 °C<ref name="Scott"/>
Dampfdruck	29 hPa (20 °C)<ref name="GESTIS" />; 38,5 hPa (25 °C)<ref name="GESTIS" />; 50,5 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" />; 84 hPa (40 °C)<ref name="GESTIS" />; 134 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />;
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS"/>
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 228‐304‐315‐336‐410
	P: 210‐273‐301+310+331‐302+352<ref name="GESTIS"/>
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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; doi:10.1021/ja01278a011.</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; doi:10.1021/ja01320a067.</ref>

Synthese von Tetramethylbutan

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; doi:10.1021/jo00289a037.</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; doi:10.1021/ja00846a037.</ref>

Eigenschaften

Datei:Tetramethylbutane 3D 1.png

Kalottenmodell von Tetramethylbutan

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 Δ_trH = 2,00 kJ·mol⁻¹<ref name="Scott"/><ref name="Domalski"/>, für die Schmelze Δ_mH = 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; doi:10.1063/1.555985.</ref> und die Verdampfung Δ_bH = 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