Methylový radikál - Methyl radical

Methylový radikál
Radikální metilo - methylový radikál.png
Jména
Název IUPAC
Methyl
Systematický název IUPAC
λ3-Metyl
Ostatní jména
Karbid vodíku (-III)
Methylový radikál
Identifikátory
3D model (JSmol )
1696831
ChEBI
ChemSpider
57
PletivoMethyl + radikál
UNII
Vlastnosti
CH3
Molární hmotnost15.035 g · mol−1
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Methyl (také systematicky pojmenovaný trihydridokarbon) je organická sloučenina s chemický vzorec CH•
3 (také psáno jako [CH
3]•). Je to metastabilní bezbarvý plyn, který se hlavně vyrábí in situ jako předzvěst jiných uhlovodíků v průmyslu ropného krakování. Může působit jako silný oxidant nebo silný redukční činidlo a je docela korozivní pro kovy.

Chemické vlastnosti

Jeho první ionizační potenciál (výtěžek methenium ion, CH+
3) je 9.837±0.005 eV.[1]

Redoxní chování

Uhlíkové centrum v methylu se může vázat na molekuly poskytující elektrony reakcí:

CH•
3 + R.• → RCH
3

Kvůli zachycení nukleofilu (R.•), methyl má oxidační charakter. Methyl je silný oxidant s organickými chemikáliemi. Je to však stejně silný redukční prostředek s chemikáliemi, jako je voda. Nevytváří vodné roztoky, protože snižuje produkci vody methanolu a elementární vodík:

2 CH•
3 + 2 H
2Ó → 2 CH
3ACH + H
2

Struktura

The molekulární geometrie methylového radikálu je trigonální planární (vazebné úhly jsou 120 °), i když energetické náklady na zkreslení na a pyramidová geometrie je malý. Všechny ostatní elektronově neutrální nekonjugované alkylové radikály jsou do určité míry pyramidovány, i když s velmi malými inverzními bariérami. Například, t-butyl radikál má úhel vazby 118 ° s bariérou 0,7 kcal / mol proti pyramidové inverzi. Na druhou stranu substituce atomů vodíku více elektronegativními substituenty vede k radikálům se silně pyramidovou geometrií (112 °), jako je trifluormethyl radikál, CF3, s mnohem podstatnější inverzní bariérou kolem 25 kcal / mol.[2]

Chemické reakce

Methyl prochází typickými chemickými reakcemi radikálu. Pod přibližně 1100 ° C (2010 ° F) rychle dimerizuje a tvoří se etan. Při léčbě alkoholem se převede na metan a buď alkoxy nebo hydroxyalkyl. Redukcí methylu se získá methan. Při zahřátí nad nejvýše 1400 ° C (2550 ° F) se methyl rozkládá na produkci methylidýn a elementární vodík, nebo k výrobě methylen a atomový vodík:

CH•
3 → CH• + H
2
CH•
3 → CH•
2 + H•

Methyl je velmi korozivní pro kovy a vytváří methylované kovové sloučeniny:

M + n CH•
3 → M (CH3)n

Výroba

Biosyntéza

Nějaký radikální SAM enzymy generují methylové radikály redukcí S-adenosylmethioninu.[3]

Acetonová fotolýza

Může být produkován ultrafialovou fotodisociací aceton pára při 193 nm:[4]

C
3H
6Ó → CO + 2CH•
3

Halomethanová fotolýza

Vyrábí se také ultrafialovou disociací halomethany:

CH
3X → X• + CH•
3

Oxidace metanu

Další informace: Atmosférický metan § Procesy odstraňování

Může být také vyroben reakcí metan s hydroxylový radikál:

ACH• + CH4 → CH•
3 + H2Ó

Tento proces zahajuje hlavní mechanismus odstraňování metanu z atmosféry. K reakci dochází v troposféra nebo stratosféra. Kromě toho, že je největší známou jímkou ​​atmosférického metanu, je tato reakce jedním z nejdůležitějších zdrojů vodní páry v horních vrstvách atmosféry.

Tato reakce v troposféra dává životnost metanu 9,6 let. Dalšími dvěma menšími propady jsou propady půdy (životnost 160 let) a ztráta stratosféry reakcí s •ACH, •Cl a •Ó1D ve stratosféře (životnost 120 let), což dává čistou životnost 8,4 roku.[5]

Pyrolýza azomethanu

Metyl radikály lze také získat pyrolýza z azomethan, CH3N = NCH3v nízkotlakém systému.

V mezihvězdném médiu

Methyl byl objeven v mezihvězdné médium v roce 2000 tým vedený Helmutem Feuchtgruberem, který jej detekoval pomocí Infračervená vesmírná observatoř. Poprvé byla detekována v molekulárních mracích směrem ke středu Mléčné dráhy.[6]

Reference

  1. ^ Golob, L .; Jonathan, N .; Morris, A .; Okuda, M .; Ross, K.J. (1972). "První ionizační potenciál methylového radikálu stanovený fotoelektronovou spektroskopií". Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 1 (5): 506–508. doi:10.1016/0368-2048(72)80022-7.
  2. ^ Anslyn E.V. a Dougherty D.A., Moderní fyzikální organická chemie (University Science Books, 2006), s. 57
  3. ^ Ribbe, M. W .; Hu, Y .; Hodgson, K.O .; Hedman, B. (2014). "Biosyntéza nitrogenázových metalokuperů". Chemické recenze. 114 (8): 4063–4080. doi:10.1021 / cr400463x. PMC  3999185. PMID  24328215.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  4. ^ Hall, G. E .; Vanden Bout, D .; Sears, Trevor J. (1991). „Fotodisociace acetonu při 193 nm: Distribuce methylových fragmentů v rotačním a vibračním stavu pomocí absorpce diodového laseru / ziskové spektroskopie“. The Journal of Chemical Physics. Publikování AIP. 94 (6): 4182. Bibcode:1991JChPh..94,4182H. doi:10.1063/1.460741.
  5. ^ „Stopové plyny: aktuální pozorování, trendy a rozpočty“. Climate Change 2001, IPCC Třetí hodnotící zpráva. IPCC / Program OSN pro životní prostředí.
  6. ^ „ISO detekuje novou molekulu v mezihvězdném prostoru“. Vědecká technologie. Evropská kosmická agentura. Citováno 17. června 2013.