螺槳烷

定義

螺槳烷是一類三環有機化合物，三個環共用一個碳碳共價鍵。它們的特徵包括：有碳為反向四面體構型、空間張力很大以及反應活性很高，因此在有機化學中被廣泛研究。此類化合物是因為其形狀類似螺旋槳而得名。

1982年，人們首次成功合成[1.1.1]螺槳烷。

合成辦法是首先將二環[1.1.1]戊烷中的1,3-二羧酸通過Hunsdiecker反應轉化為對應的二溴化合物，接下來在丁基鋰的存在下，發生偶聯反應。最後產物在-30°C下，通過柱色譜法分離提純。如圖一所示：

另外一個合成方法是將一個二溴卡賓加到3-氯-2-氯甲基丙烯的雙鍵上，在甲基鋰的作用下，中間產物發生去質子作用和親核取代反應，生成[1.1.1]螺槳烷。生成物僅能在−196°C存在於溶液中。

螺槳烷的不穩定性是由於它可以在114°C受熱異構化生成3-亞甲基環丁烯，半衰期僅有5分鐘。它也可以自發的與乙酸反應，生成環丁烷。

環張力估計為427千焦/摩爾。

[1.1.1]螺槳烷是棒烷的單體。由甲酸甲酯和過氧化苯甲醯引發的自由基聚合反應通常得到低聚物，如圖二所示。而由丁基鋰引發的陰離子加成聚合反應能得到真正意義上的高聚物。通過X射線衍射證明，聚合物中的C-C鍵只有一種鍵長，即148pm。

1973年，在成功合成[1.1.1]螺槳烷之前，由合成立方烷而著名的菲利普·伊頓小組已經成功合成了[2.2.2]螺槳烷。

其合成路徑（圖三）使用了兩次Wolff重排反應。

這個螺槳烷也不穩定，室溫下在溶液中的半衰期為28分鐘，異構化生成單環氨基化合物。其環張力估計為390千焦/摩爾。

1,3-去氫金剛烷或稱四環[3.3.1.1.0]癸烷是一個金剛烷家族中的[1.3.3]螺槳烷，可以通過氧化1,3-二鹵金剛烷製備。

與其他小螺槳烷一樣，1,3-去氫金剛烷也不穩定。在溶液中能與空氣中的氧發生反應，生成一個過氧化物，半衰期為6小時。後者和氫化鋁鋰反應生成一個二羥基化合物。

正如其他螺槳烷，去氫金剛烷也能夠聚合。如圖所示，在四氫呋喃中，由金屬鋰引發，它與丙烯腈通過自由基聚合鏈式反應生成一個共聚物，其玻璃轉化溫度為217°C。

烷烴中，每個碳原子都是四價的，只有碳碳單鍵，碳氫單鍵。採用sp3雜化軌道，與周圍的4個碳或氫原子形成牢固的σ鍵。連線了1、2、3、4個碳的碳原子分別叫做伯、仲、叔、季碳；伯、仲、叔碳上的氫原子分別叫做伯、仲、叔氫。