Pinan (Verbindung)

Strukturformel
Allgemeines
Name	Pinan
Andere Namen	2,6,6-Trimethylbicyclo[3.1.1]heptan Dihydropinen
Summenformel	C10H18
CAS-Nummer	473-55-2
Kurzbeschreibung	farblose, ölige Flüssigkeit
Eigenschaften
Molare Masse	138,26 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Schmelzpunkt	−53 °C[1]
Siedepunkt	168 °C[1]
Dampfdruck	3,33 hPa (20 °C)[1]
Löslichkeit	schwer löslich in Wasser, löslich in organischen Lösungsmitteln
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1] Umwelt- gefährlich (N) R- und S-Sätze R: 10-51/53 S: 16-61
LD50	>5000 mg·kg−1 [1]
WGK	2 – wassergefährdend[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Pinan ist eine organisch-chemische Verbindung, die zur Gruppe der bicyclischen Kohlenwasserstoffe und der Monoterpene zählt. Es ist eine farblose, ölige Flüssigkeit mit charakteristischem, terpentinartigem Geruch.

Vorkommen

Neben anderen Kohlenwasserstoffen kommt Pinan in pflanzlichen Ölen vor, z. B. fand man einen Gehalt von bis zu 15,8 % Pinan in einem durch Wasserdampfdestillation aus der argentinischen Heilpflanze Mutisia friesiana gewonnenen Extrakt^[2].

Herstellung

Pinan kann durch katalytische Hydrierung mit Wasserstoff an Platin-, Palladium- oder Nickelkatalysatoren oder komplexer Eisenkatalysatoren^[3] aus Pinen hergestellt werden. Dabei entsteht ein Gemisch aus exo- und endo-Pinan (aus cis- und trans-Pinan genannt), wobei ersteres im deutlichen Überschuss gebildet wird.

Wird bei der Verwendung komplexer Eisen(II)-Katalysatoren^[3] als Ausgangssubstanz ein Gemisch aus α- und β-Pinen eingesetzt, so reagiert interessanterweise nur das β-Isomere.

Eigenschaften

Pinan ist ein Vertreter der Monoterpene, einer chemischen Substanzklasse von Kohlenwasserstoffen mit der Summenformel C₁₀H₁₈. Somit ist es auch ein Isomer vieler anderer Monoterpene, z. B. dem Camphan. Das Grundgerüst besteht aus einem Kohlenstoff-Sechsring (siehe: Cyclohexan) mit einer „Verbrückung“, die ein Kohlenstoffatom enthält. Dieses Gerüst trägt im Pinan noch drei Methylgruppen, davon zwei an der „Brücke“.

Stereoisomere

Durch die beschriebene Anordnung des Moleküls ist es chiral und enthält drei Chiralitätszentren. Theoretisch wären somit acht Stereoisomere möglich, da jedoch aus räumlichen Gründen die Konfigurationen der Verknüpfungsatome der „Brücke“ (1 und 5) voneinander abhängen, gibt es nur vier Stereoisomere.

Die verschiedenen Stereoisomere des Pinans

Erläuterung zur Abbildung: In den Bildern ist die dem systematischen Namen des Pinans zugrundegelegte Nummerierung der Gerüstatome in schwarzen Ziffern notiert. Die beiden gelb unterlegten Pinane sind zueinander enantiomer (spiegelbildlich), dasselbe gilt für die beiden Strukturen auf weißem Bildhintergrund. Die oben im Text erwähnte „Brücke“ ist grün gekennzeichnet. Steht die Methylgruppe (an C-Atom 2) auf derselben Seite (blau) des 6-Rings wie die Brücke, so spricht man hier von einer cis- oder exo-Konfiguration. Steht die Methylgruppe auf der der Brücke abgewandten Seite (rot) des 6-Ringes, so liegt ein trans- oder endo-Pinan vor. Die Angaben (+) und (−) in den alternativen Bezeichnungen beziehen sich auf das Vorzeichen des Drehwerts der Verbindungen. Die Zahlenfolgen in eckigen Klammern sind die CAS-Registriernummern der reinen, einzelnen Stereoisomere.

Chemische Eigenschaften

Als Kohlenwasserstoff ist Pinan gegenüber vielen milden Reaktionsbedingungen inert, jedoch kann es bei erhöhter Temperatur (ca. 100 °C) in Gegenwart von Sauerstoff zum Pinan-2-Hydroperoxid oxidiert werden, wobei über einen radikalischen Mechanismus sowohl aus dem cis- als auch aus dem trans-Pinan überwiegend das cis-Hydroperoxid gebildet wird^[4][5].

Verwendung

In der organischen Synthesechemie wird Pinan gelegentlich als Ausgangsmaterial für Synthesen von Stoffen mit Terpen-Grundgerüsten benutzt. Wenn bei der zuvor erwähnten Oxidation mit Sauerstoff von stereoisomerenreinem Pinan ausgegangen wird, kann das erhaltene Hydroperoxid als chirales Oxidationsmittel zur stereoselektiven Oxidation anderer Substanzen verwendet werden.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f} Sicherheitsdatenblatt (Merck KGaA, Darmstadt)
2. ↑ C. I. Viturro, J. De la Fuente, Molecules 2000, 5, 568–570
3. ↑ ^{a b} T. P. Sieber, Dissertation Zürich 2000, S. 103, 104 und 219
4. ↑ G. S. Fisher, J. S. Stinson, L. A. Goldblatt, J. Am. Chem. Soc. 1953, 75, 3675–3678
5. ↑ G. A. Schmidt, G. S. Fisher, J. Am. Chem. Soc. 1959, 81, 445–448