正十二面体烷 （英語：Dodecahedrane ），又称十二面烷 、正十二面烷 ，是一个正十二面体 形状的碳氢化合物 ，化学式 为C20 H20 ，不存在于自然界中。它的合成 首先由俄亥俄州立大学 的Leo Paquette于1982年完成，该合成路线被誉为有机合成的经典作品之一。[ 3] [ 4]
在正十二面体烷中，每个顶点 碳 与三个邻近的碳原子相连，碳-碳键角为正五边形 的内角108°，与sp3 杂化 碳原子的109.5°相近，因此张力不大。每个碳上连有一个氢 原子，整个分子为Ih 对称性 （类似于富勒烯 ），质子核磁共振 谱中氢原子只有一个单峰，化学位移 为3.38pm。
正十二面体烷与立方烷 和正四面体烷 同属于柏拉图烃 一类。它也是多并五元环 之一。
正十二面体烷的全合成 历时超过30年，菲利普·伊顿 和Paul von Ragué Schleyer等研究团队都曾经加入进来。早在1964年伍德沃德 合成三并五元环 （Triquinane）时，就有人认为正十二面体烷可以很容易地由该化合物二聚 制得，但结果并非如此。菲利普·伊顿 在1978年时发表了一篇回顾，谈及之前对正十二面体烷合成的策略，参见：[ 5]
1982年，Leo Paquette利用了一个29步反应，用两分子环戊二烯 （十碳原料）、一分子丁炔二酸二甲酯 （四碳）、两分子烯丙基三甲基硅烷 （六碳）为原料，成功构建了正十二面体烷。
该路线中，[ 6] 环戊二烯 1 与金属钠 反应，借由环戊二烯基配合物 中间体，与碘 作用得到偶联 产物二氢富瓦烯 2 。然后发生与丁炔二酸二甲酯 3 发生Diels-Alder 连续反应 ，生成4b 与4 的等量混合物，不对称的4b 被舍弃。
正十二面体烷合成（I）
正十二面体烷合成（II）
接下来，[ 7] 4 发生卤内酯化反应 ，碘与烯烃 加成生成的碳正离子 被羧基捕获，反应生成卤代二元内酯 5 。酯基与甲醇 作用断键，生成邻卤代醇 6 ，接着琼斯氧化 得到酮 7 ，用锌铜偶 （Zn(Cu)）处理，碘脱去。
正十二面体烷合成（III）
正十二面体烷合成（IV）
烯丙基三甲基硅烷 10 与正丁基锂 反应得到碳负离子 9 ，与酮 发生亲核加成反应 ，引入最后六个碳原子。然后乙烯基硅烷 11 与过氧乙酸 在乙酸 中发生自由基取代反应 ，得到二元内酯12 ，用五氧化二磷 和甲磺酸 酸性试剂处理，发生分子内 的傅-克烷基化反应 得到二酮13 。
用钯碳 催化剂氢化 还原13 中的双键 得到14 ，硼氢化钠 还原羰基得到醇 15 。15 发生酯交换反应 生成二元内酯16 ，对甲苯磺酰氯 处理，经过亲核脂肪取代反应 生成氯代的产物17 。接下来17 与金属锂 在液氨 中作用，碳负离子 被氯甲基苯基醚 捕获发生Birch烷基化 [ 4] 烯醇化 。这一步中控制氯甲基苯基醚的量，可使烷基化只发生在一个碳原子上。而后18 发生Norrish光化学反应 ，与邻近的碳原子生成新的碳-碳键得到19 ，醇 在对甲苯磺酸 作用下消去 得到烯烃 20 。
正十二面体烷合成（V）
正十二面体烷合成（VI）
用二亚胺 还原20 中的双键，二异丁基氢化铝 还原酯为醇，再用氯铬酸吡啶盐 氧化生成醛 22 。继续借助Norrish反应搭建碳-碳键得到醇23 。接下来除去苯氧基甲基：Birch还原 其中的苯环生成脂环族 醚 ，酸性水解生成二醇 24 ，氯铬酸吡啶盐 氧化得到β-酮醛25 ，碱性溶液中经由逆克莱森酯缩合反应 ，醛基脱去得到26 。再次发生Norrish反应得到醇27 ，失水 生成28 ，还原得到29 。最后一步是将29 用钯碳催化剂 在250℃时加压处理，反应物脱氢 生成最后一个C-C键，即正十二面体烷30 。
以上的路线也有不同的版本。8 生成12 一步，另一条路线是用二苯基环丙烷基锍叶立德 与8 反应酸解，得到双四元环的中间体，再用过氧化氢 氧化得到双螺环 结构的12 。
17 到18 一步，Paquette一开始用的是碘甲烷 作Birch甲基化 ，且甲基化在两个羰基碳上都有发生。但后期发现引入的两个甲基难以移除，最后会得到1,6-二甲基的取代物（两个甲基都在五边形交点碳上，最后一步关环时一个甲基发生1,2-迁移），而非正十二面体烷。于是减少碘甲烷的量，发现1:1反应可以只在一个碳原子上引入甲基，但是最后生成的1-甲基正十二面体烷仍然无法转化为想要的产物。
而后制得了无苯氧基甲基取代的醛22 ，但该分子的烯醇 含量很高，极易发生氧化脱氢，生成α,β-不饱和醛。于是寻找新的既可作钝化基团，不易与其他官能团发生副反应，又可以在后期很容易移除的取代基 又成了新的任务。这就导致了以上路线中苯氧基甲基的使用。
该宝塔烷的衍生物可通过反应生成“对位”脱氢的正十二面体烷。 宝塔烷 由正十二面体烷可以制得一系列的衍生物，它们可能具有潜在的应用。比如1-正十二面体烷胺可能与金刚烷胺 类似，也是抗病毒 及治疗帕金森综合征 的药物；由正十二面体烷衍生出的碳正离子 可能是稳定的，并且具有不寻常的性质。改变正十二面体烷合成过程中的一些步骤，可能会得到氮杂产物；改变正十二面体烷中几个环的元数，生成的球状烃可能具有捕获氦 原子的功能，等等。
不饱和的正十二面体烷分子也已经制得。将三氟乙酸 的1-正十二面体烷醇酯 [ 8] [ 9] 碱 性试剂，如具有膦亚胺 结构的“P2 F”（[P(NMe2 )3 ]2 N+ F− ）[ 10] [ 11] 动力学 上是稳定的，只有加热到300℃才发生二聚 ，[ 12] 烯丙基 氢原子对双键的位阻 保护有关。
类似地，球面对位脱氢的正十二面体二烯也已合成，且性质稳定。它的合成路线是先用一个宝塔烷 （Padogane，正十二面体烷的同分异构体 ）的衍生物发生分子内的羟醛反应 ，生成正十二面体烷二羧酸甲酯被两个邻位羟基 取代的产物，然后用苯磺酰氯 在吡啶 中处理，转化为正十二面体烷的并合双内酯 取代物，再在500℃时真空脱羧 ，[ 9] 二烯 ，产率50-70%。[ 13] 质谱 研究表明，不饱和度更高的正十二面体烷脱氢产物在气相中也是存在的。[ 14] [ 15]
完全脱氢 的正十二面体烯（C20 ）是最简单的富勒烯 ，用全氯代的正十二面体二烯（C20 Cl16 ）及全溴代的正十二面体烷（C20 Br20 ）在高温时失卤化氢 ，用质谱分析裂解产物，确定了C20 的存在。[ 12] [ 14]
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