stringtranslate.com

Метилидиновый радикал

Метилидин , или ( незамещенный ) карбин , представляет собой органическое соединение , молекула которого состоит из одного атома водорода , связанного с атомом углерода . Это исходное соединение карбинов , которое можно рассматривать как полученное из него путем замены водорода на другие функциональные группы .

В атоме углерода остается один или три неспаренных электрона (неудовлетворенные валентные связи), в зависимости от состояния возбуждения молекулы ; сделав его радикалом . Соответственно, химическая формула может быть CH • или CH 3• (также пишется как ⫶ CH); каждая точка представляет неспаренный электрон. Соответствующие систематические названия: метилилиден или гидридоуглерод(•) и метантриил или гидридоуглерод(3•) . Однако формулу часто записывают просто как CH.

Метилидин — высокореактивный газ , который быстро разрушается в обычных условиях, но широко распространен в межзвездной среде (и был одной из первых молекул , обнаруженных там). [4]

Номенклатура

Тривиальное название «карбин» является предпочтительным названием ИЮПАК .

Согласно замещающей номенклатуре, молекула рассматривается как метан с удаленными тремя атомами водорода, что дает систематическое название «метилидин».

Согласно аддитивной номенклатуре, молекула рассматривается как атом водорода, связанный с атомом углерода, что дает название «гидридоуглерод».

По умолчанию эти имена не учитывают состояние возбуждения молекулы. Если принять во внимание этот атрибут, состояния с одним неспаренным электроном называются «метилилиденом» или «гидридоуглеродом (•)», тогда как возбужденные состояния с тремя неспаренными электронами называются «метантриилом» или «гидридоуглеродом (3•)».

Склеивание

HCCo
3(Колорадо)
9, металлокластерный комплекс с метилидиновым лигандом.

CH является радикалом с нечетным числом электронов. Основное состояние представляет собой дублет ( X 2 Π). Первые два возбужденных состояния представляют собой квартет (с тремя неспаренными электронами) ( a 4 Σ − ) и дублет ( A 2 Δ). Квартет находится при 71 кДж/моль над основным состоянием. [5]

Реакции дублетного радикала с нерадикальными частицами включают вставку или присоединение:

[CH] • ( X 2 Π) + H
2О → Ч • + CH
2О (мажорный) или [CH
2(ОЙ)] •

тогда как реакции квартета радикалов обычно включают только абстракцию:

[CH] 3• ( а 4 Σ − ) + ЧАС
2О → [Ч
2] + [ХО] •

Метилидин может связываться с атомами металлов в качестве тридентатного лиганда в координационных комплексах . Примером является метилидинтрикобальтнонакарбонил HCCo.
3(Колорадо)
9. [6]

Возникновение и реактивность

Промежуточный вариант Фишера-Тропша

Метилидиноподобные вещества являются промежуточными продуктами процесса Фишера-Тропша , гидрирования CO с образованием углеводородов . Предполагается, что метилидины связываются с поверхностью катализатора . Гипотетическая последовательность: [6]

М н СО + ⁠1/2⁠ Ч 2 → М н COH
М н ЦОН + Н 2 → М н СН + Н 2 О
М н СН + ⁠1/2⁠ ЧАС 2 → М п Ч 2

Промежуточное соединение M n CH имеет тридентатный метилидиновый лиганд. Метиленовый лиганд (H 2 C) затем соединяется с CO или с другим метиленом, тем самым увеличивая цепь C–C. [7]

Амфотерность

Метилидиновая группа может проявлять как кислотный, так и основной характер Льюиса . [8] Такое поведение представляет лишь теоретический интерес, поскольку произвести метилидин невозможно.

В межзвездном пространстве

В октябре 2016 года астрономы сообщили, что радикал метилидина ⫶ CH, положительный ион углерода и водорода : CH + и ион углерода ⫶ C + являются результатом ультрафиолетового света звезд , а не другими способами, например , результатом бурные события, связанные со сверхновыми и молодыми звездами , как считалось ранее. [9]

Подготовка

Метилидин можно получить из бромоформа . [6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Анри А. Фавр; Уоррен Х. Пауэлл (2014). Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 . Кембридж, Англия: Королевское химическое общество. п. 1054. ИСБН 978-0-85404-182-4.
  2. ^ «Гидридоуглерод (CHEBI:51382)» . Химические соединения биологического интереса (ХЭБИ) . Великобритания: Европейский институт биоинформатики. Название ИЮПАК.
  3. ^ «гидридоуглерод (3•)» . Страница веществ на веб-сайте «Химические вещества, представляющие биологический интерес» (ChEBI), Европейский институт биоинформатики, Великобритания. Доступ: 20 апреля 2019 г.
  4. ^ Энциклопедия астробиологии, том 1 под редакцией Рикардо Амилса, Хосе Серничаро Кинтанилья, Хендерсона Джеймса Кливза, Уильяма М. Ирвина, Даниэле Пинти, Мишеля Визо. 2011, Спрингер: Гейдельберг
  5. ^ Брукс, Бернард Р.; Шефер III, Генри Ф. (1 декабря 1977 г.). «Реакции карбинов. Поверхности потенциальной энергии для реакций дублета и квартета метилидина (CH) с молекулярным водородом». Журнал химической физики . 67 (11): 5146–5151. Бибкод : 1977JChPh..67.5146B. дои : 10.1063/1.434743.
  6. ^ abc Nestle, Мара О.; Холлгрен, Джон Э.; Зейферт, Дитмар; Доусон, Питер; Робинсон, Брайан Х. (1 января 1980 г.). «μ3-метилидин и μ3-бензилидин-трис (трикарбонилкобальт)». В Буше, Дэрил Х. (ред.). Неорганические синтезы, Том. 20 . John Wiley & Sons, Inc., стр. 226–229. дои : 10.1002/9780470132517.ch53. ISBN 9780470132517.
  7. ^ В. А. Херрманн «Металлоорганические аспекты синтеза Фишера-Тропша» Angewandte Chemie International Edition на английском языке, 1982, том 21, выпуск 2, страницы 117–130. дои : 10.1002/anie.198201171
  8. ^ Андерсон, Стюарт М.; Маккарди, Кентукки; Колб, CE (февраль 1989 г.). «Реакция метилидинового радикала + монооксида углерода: коэффициент скорости обмена атомами углерода при 294 К». Журнал физической химии . 93 (3): 1042–1048. дои : 10.1021/j100340a007.
  9. ↑ Ландау, Элизабет (12 октября 2016 г.). «Строительные блоки жизни исходят из звездного света». Лаборатория реактивного движения . НАСА . Проверено 13 октября 2016 г.