Zajímavosti ze světa organické chemie
Alkany a cykloalkany: Adamantan
Adamantan je triviální název chemické sloučeniny o sumárním vzorci C10H16, ovšem s unikátním uhlíkovým skeletem o systematickém názvu tricyklo[3.3.1.13,7]dekan. Jedná se o pevnou látku tvořící bezbarvé krystaly kafrové vůně. Uhlíkové atomy jsou rozmístěny v prostoru obdobně jako atomy uhlíku v diamantu (odtud plyne název pro složitější adamantany zvané diamantany). Z toho zákonitě vyplývá, že molekula je velmi symetrická, což se projevuje nejen krystalizací v kubické soustavě, ale prakticky zejména velmi vysokou teplotou tání (okolo 270 °C v zatavené kapiláře), jež se obecně pohybuje řádově o desítky °C výše, než je u alkanů stejné molární hmotnosti běžné. V reálných podmínkách sublimuje.
První zmínky o něm sahají do prvních desetiletí minulého století, kdy byla předpovězena jeho existence. Následoval první neúspěšný pokus o syntézu adamantanového skeletu roku 1922. Pokračující sled několika neúspěšných pokusů o přípravu látek s adamantanovým skeletem byl o řadu let později završen jeho nejprve náhodnou izolací z hodonínské ropy českými chemiky (ropa o obsahu adamantanu v rozmezí 0,2-0,3 % tzn., že pro získání 100 g bylo nutné zpracovat 33 kg ropy). Načež ale vzplanula druhá světová válka a veškeré práce byly pozastaveny.
Nicméně po adamantanovém tichu druhé světové války došlo k masivnímu nárůstu v zájmu o tuto sloučeninu způsobenou objevem virostatických účinků 1-adamantylaminu v polovině šedesátých let. Tím vypukl doslovný maratón o pravděpodobné aplikace adamantanové skupiny, jež na přelomu tisíciletí vyvrcholil objevem derivátů adamantanu v recentním rostlinném materiálu. Do té doby platila premisa hlásající, že popsaný skelet nemůže být plodem živé přírody.
Dnes již víme, že např. známý toxin ryb rodu Fugu tetrodotoxin a velmi podobný chirikvitoxin z žab rodu Atelopus jsou ve své podstatě substituované heteroadamantany. Rovněž byl adamantanový skelet dosud prokázán u zástupců dvou rodů z čeledi Guttiferae, kam spadají i naše třezalky.
Vrátíme-li se k získávání adamantanu z ropy, musí nám být jasné, že jeho izolace z tohoto dnes již stále vzácnějšího zdroje v kombinaci s rostoucími cenami energií by byla dosti nákladná. Bylo zapotřebí sestavit komplex reakcí pro přímou syntézu. Po řadě úskalí a vývinu souboru metod přímé syntézy je v současnosti nejvíce používán proces výroby založený na izomerizaci tetrahydrodicyklopentadienu chloridem hlinitým a to i navzdory skutečnosti, že výtěžek reakce je s užitím směsi AlCl3 + HCl dvojnásobný.
Využití adamantanu, jak již bylo nastíněno, spadá do chemie léčiv. Přesněji řečeno se využívá jeho derivátů – ať jednoduchých, tak strukturně obměněných. Mezi jednoduché deriváty patří zmíněný 1-adamantylamin (amantadin), dále adapromin či rimantadin. Ty vykazují virostatické účinky vůči virům chřipky A a B. Mechanismus působení je poměrně zajímavý, jelikož tyto látky nelikvidují viry přímým účinkem, nýbrž pouze inhibují dekapsidační fáze virové reprodukce (fáze obnažení genomu) a poskytují tak dostatečně dlouhou dobu k mobilizaci imunity organismu. Mezi strukturně obměněné, tj. modifikované jednoduché bez dotčení původních aktivních míst, patří např. diadon. Tyto látky mohou vykazovat nejen virostatický, ale též proti rakovinový, hypoglykemický či antidepresivní účinek.
Zdroje:
1) VÍCHA Robert a Milan POTÁČEK: Chemické Listy 98, 68 – 74 (2004).
2) VÍCHA R.: Dizertační práce. Masarykova univerzita, Brno 2005.