Caran

Caran ist ein bicyclischer, verbrückter Kohlenwasserstoff, der das Grundgerüst für eine Gruppe von Terpenen bildet. Mit der Summenformel C₁₀H₁₈ ist es ein Monoterpen, also ein Konstitutionsisomer von Bornan und Pinan.

Strukturformel
Struktur ohne Darstellung der stereochemischen Konfiguration
Allgemeines
Name	Caran
Andere Namen	Karan 3,7,7-Trimethylbicyclo[4.1.0]heptan
Summenformel	C10H18
Kurzbeschreibung	farblose, angenehm riechende Flüssigkeit[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 554-59-6 (unspezifiziert) PubChem 79043 ChemSpider 71375 Wikidata Q27116560
Eigenschaften
Molare Masse	138,25 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,841 g·cm−3[1]
Siedepunkt	169 °C[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[2]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Struktur

Caran und die von ihm abgeleiteten Terpene können auch als Derivate des Kohlenwasserstoffs Bicyclo[4.1.0]heptan aufgefasst werden. Diese Stammverbindung besteht aus einem Sechsring (Cyclohexanring) und einem Dreiring (Cyclopropanring), welche cis-verknüpft (anelliert) sind. Die Kohlenstoffatome des Sechsrings liegen nicht in einer Ebene. Im Caran finden sich noch zwei geminale Methylgruppen am Kohlenstoffatom Nr. 7 und eine Methylgruppe an C-3. Projiziert man die Kohlenstoffatome des Sechsrings in eine Ebene, so kann das C-3-Methyl (= C-10) auf derselben Seite wie C-7 (des Dreirings) liegen, oder auf der entgegengesetzten. Daher sind zwei Isomere (Diastereomere) des bicyclischen Kohlenwasserstoffs möglich, welche als cis-Caran bzw. trans-Caran bezeichnet wurden. Beide Isomere sind chiral.

Isomere von Caran
Name	cis-Caran	trans-Caran
Andere Namen	cis-3,7,7-Trimethylbicyclo[4.1.0]heptan (1R,3R,6S)-3,7,7-Trimethylbicyclo[4.1.0]heptan	trans-3,7,7-Trimethylbicyclo[4.1.0]heptan (1R,3S,6S)-3,7,7-Trimethylbicyclo[4.1.0]heptan
Strukturformel
CAS-Nummer	18968-24-6 2778-68-9 (–)-cis	18968-23-5 (+)-trans
	554-59-6 (unspez.)
PubChem	12302437	12302439
	79043 (unspez.)
Brechungsindex	1,4550 bei 20 °C[3][4]	1,4565 bei 20 °C[4]
Optische Aktivität [α]D20	−37,7°[4]	+63,5°[4]

Vorkommen und Herstellung

3-Caren

Die Kohlenwasserstoffe scheinen in der Natur nicht vorzukommen, wohl aber der ungesättigte Kohlenwasserstoff 3-Caren als Bestandteil von Terpentinölen, sowie einige Alkohole und Ketone.

Eine Synthese von cis-Caran geht vom 3-Caren aus, welches nach Hydroborierung und Oxidation den Alkohol cis-Caran-trans-4-ol lieferte. Dieser wurde deoxygeniert, indem sein Tosylat mit Lithiumaluminiumhydrid reduziert wurde.^[4]

trans-Caran wurde aus Caran-2-on durch Wolff-Kishner-Reduktion erhalten. Das Keton ist jedoch kein Naturstoff, sondern wurde synthetisch hergestellt.^[4]

Die einfachste Methode zur Herstellung dieser bicyclischen Kohlenwasserstoffe sollte die Hydrierung von 3-Caren sein. Sie ist jedoch nicht selektiv. Bei der heterogenen katalytischen Hydrierung wurde eine vorhergehende Isomerisierung (Äquilibrierung) zu 2-Caren beobachtet. Am Ende entsteht cis-Caran neben 1,1,4-Trimethylcycloheptan, d. h. zum Teil wird die C-1/C-6 Bindung hydrogenolytisch gespalten.^[5] So soll bei der heterogenen katalytischen Hydrierung mit Platinmohr ein Gemisch von cis-Caran (65 %), trans-Caran (32,5 %) und 1,1,4-Trimethylcycloheptan (2,5 %) gebildet werden. Durch fraktionierende Destillation des Gemisches kann reines cis- und trans-Caran gewonnen werden.^[6]

Literatur

• D. Whittaker: The Monoterpenes in: A. A. Newman (Hrsg.): Chemistry of Terpenes and Terpenoids. S. 35, Academic Press, London 1972, ISBN 0-12-517950-2