Methylidinový radikál - Methylidyne radical

Methylidinový radikál
Methylidinový radikál Strukturní vzorec.svg
Methylidýn-radikál-3D-vdW.png
Methylidyne-radical-3D-balls.png
Jména
Systematický název IUPAC
Hydridokarbon
hydridokarbon (•),[1]
Hydridokarbon (3 •)[2]
Identifikátory
3D model (JSmol )
7801830
ChEBI
24689
Vlastnosti
CH, CH•, CH3•
Molární hmotnost13,0186 g mol−1
VzhledBezbarvý plyn
Reaguje
Termochemie
183,04 J K.−1 mol−1
594,13 kJ mol−1
Související sloučeniny
Související sloučeniny
Methyl (CH3)
Methylen (CH2)
Tvrdokov (C)
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Methylidýn, nebo (nesubstituovaný) carbyne, je organická sloučenina jehož molekula se skládá z jediného vodík atom vázané do a uhlík atom. Je to mateřská sloučenina carbynes, což lze považovat za získané z něj nahrazením jiných funkční skupiny pro vodík.

Atom uhlíku je ponechán s jedním nebo třemi nepárovými elektrony (nespokojený mocenství vazby), v závislosti na molekule stav buzení; dělat to radikální. V souladu s tím chemický vzorec může být CH• nebo CH3• (také psáno jako ⫶CH); každá tečka představuje nepárový elektron. Odpovídající systematické názvy jsou methylyliden nebo hydridokarbon (•), a methanetriyl nebo hydridokarbon (3 •). Vzorec je však často psán jednoduše jako CH.

Methylidýn je vysoce reaktivní plyn, který je za běžných podmínek rychle zničen, ale v USA je hojný mezihvězdné médium (a byl jedním z prvních molekuly tam bude detekován).[3]

Nomenklatura

The triviální jméno carbyne je preferovaný název IUPAC.

Po substituční nomenklatuře je molekula považována za methan s odstraněnými třemi atomy vodíku, což vede k systematickému názvu „methylidýn“.

Po aditivní nomenklatuře se na molekulu pohlíží jako na atom vodíku navázaný na atom uhlíku, čímž se získá název „hydridokarbon“.

Standardně tato jména neberou v úvahu stav excitace molekuly. Když se vezme v úvahu tento atribut, státy s jedním nepárovým elektronem se pojmenují „methylyliden“ nebo „hydridokarbon (•)“, zatímco excitované stavy se třemi nepárovými elektrony se pojmenují „methanetriyl“ nebo „hydridokarbon (3 •)“.

Lepení

HCCo
3(CO)
9, komplex kovových klastrů s methylidýnovým ligandem.

Jako druh lichých elektronů je CH radikál. Základní stav je dublet (X2Π). První dva vzrušené stavy jsou kvarteto (se třemi nepárovými elektrony) (A4Σ−) a dublet (A2Δ). Kvarteto leží na 71 kJ / mol nad základním stavem.[4]

Reakce dubletového radikálu s neradikálními druhy zahrnuje inzerci nebo přidání:

[CH]•(X2Π) + H
2Ó → [CHO]• + H
2 nebo [CH
2(ACH)]•

vzhledem k tomu, že reakce kvartetového radikálu obvykle zahrnuje pouze abstrakci:

[CH]3•(A4Σ−) + H
2Ó → [CH
2] + [HO]•

Methylidýn se může vázat na atomy kovů jako tridentátní ligand v koordinační komplexy. Příkladem je methylidynetricobaltonakarbonyl HCCo
3(CO)
9.[5]

Výskyt a reaktivita

Fischer – Tropsch středně pokročilý

Druhy podobné methylidinu jsou předpokládané meziprodukty v Fischer – Tropschův proces, hydrogenace CO k výrobě uhlovodíky. Předpokládá se, že se methylidinové entity váží na katalyzátor povrch. Hypotetická posloupnost je:[5]

MnCO + 1/2 H2 → M.nCOH
MnCOH + H2 → M.nCH + H2Ó
MnCH + 1/2 H2 → M.nCH2

The M.nMeziprodukt CH má tridentátový methylidinový ligand. The methylenový ligand (H2C) se poté připraví na CO nebo na jiný methylen, čímž se rozroste řetězec C – C.[6]

Amfotericita

Metylylidinová skupina může vykazovat obojí Lewisova kyselina a Lewisova báze charakter.[7] Takové chování je pouze teoretického zájmu, protože není možné vyrobit methylylidýn.

V mezihvězdném prostoru

V říjnu 2016 astronomové uvedli, že velmi základní chemické složky život - radikál methylidinu ⫶CH, pozitivní iont uhlík-vodík :CH+a uhlíkový ion ⫶C+ - jsou výsledkem ultrafialové světlo z hvězdy, spíše než jinými způsoby, jako je výsledek bouřlivých událostí souvisejících s supernovy a mladé hvězdy, jak se dříve myslelo.[8] Tyto výsledky poskytly nové světlo tvorbě organických sloučenin v raném vývoji života na Zemi.

Příprava

Methylidýn lze připravit z bromoform.[5]

Viz také

Reference

  1. ^ „hydridokarbon (CHEBI: 51382)“. Chemické entity biologického zájmu (ChEBI). UK: Evropský bioinformatický institut. Název IUPAC.
  2. ^ "hydridokarbon (3 •) ". Stránka s látkami na webu Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI), European Bioinformatics Institute, UK. Přístup k 20-04-2019
  3. ^ Encyclopedia of Astrobiology, Volume 1 edited by Ricardo Amils, José Cernicharo Quintanilla, Henderson James Cleaves, William M. Irvine, Daniele Pinti, Michel Viso. 2011, Springer: Heidelberg
  4. ^ Brooks, Bernard R .; Schaefer III, Henry F. (1. prosince 1977). „Reakce Carbynes. Potenciální energetické povrchy pro reakce dubletu a kvarteta methylidinu (CH) s molekulárním vodíkem“. The Journal of Chemical Physics. 67 (11): 5146–5151. doi:10.1063/1.434743.
  5. ^ A b C Nestlé, Mara O .; Hallgren, John E .; Seyferth, Dietmar; Dawson, Peter; Robinson, Brian H. (1. ledna 1980). „μ3-Metylidýn a μ3-Benzylidyne-Tris (Tricarbonylcobalt) ". In Busch, Daryle H. (ed.). Anorganic Syntheses, sv. 20. John Wiley & Sons, Inc. str.226–229. doi:10.1002 / 9780470132517.ch53. ISBN  9780470132517.
  6. ^ W. A. ​​Herrmann „Organometallic Aspects of the Fischer-Tropsch Synthesis“ Angewandte Chemie International Edition v angličtině, 1982, svazek 21, číslo 2, strany 117–130. doi:10.1002 / anie.198201171
  7. ^ Anderson, Stuart, M .; McCurdy, K.E .; Kolb, C. E. (únor 1989). „Reakce Methylidyn Radical + Oxid uhelnatý: Koeficient rychlosti pro výměnu uhlíkových atomů při 294 K“. The Journal of Physical Chemistry. 93 (3): 1042–1048. doi:10.1021 / j100340a007.
  8. ^ Landau, Elizabeth (12. října 2016). „Building Blocks of Life's Building Blocks Come From Starlight“. NASA. Citováno 13. října 2016.