Метилидин 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 замещения водорода другими функциональными группами .

У атома углерода остается либо один, либо три неспаренных электрона (неудовлетворенные валентные связи), в зависимости от состояния возбуждения молекулы ; что делает его радикальным . Соответственно, химическая формула может быть CH ^• или CH ^{3 •} (также записывается как ⫶ CH); каждая точка представляет неспаренный электрон. Соответствующие систематические названия methylylidene или hydridocarbon (•) , и methanetriyl или hydridocarbon (3 •) . Однако формула часто записывается просто как CH.

Метилидин - это высокореактивный газ, который быстро разрушается в обычных условиях, но его много в межзвездной среде (и он был одной из первых молекул, обнаруженных там). ^[3]

Номенклатура [ править ]

Тривиальное название карбин является предпочтительным имя ИЮПАК .

Согласно заместительной 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 «гидридокарбон».

По умолчанию в этих названиях не учитывается состояние возбуждения молекулы. При рассмотрении этого атрибута состояния с одним неспаренным электроном называются «метиллилиден» или «гидридоуглерод (•)», тогда как возбужденные состояния с тремя неспаренными электронами называются «метантриил» или «гидридоуглерод (3 •)».

Связь [ править ]

HCCo
₃(CO)
₉, металлический кластерный комплекс с метилидиновым лигандом.

Как разновидность нечетных электронов CH является радикалом. Основное состояние - дублет ( X ² Π). Первые два возбужденные состояния квартет (с тремя неспаренных электронов) ( ⁴ Σ ^- ) и дублет ( ² Δ). Квартет находится на 71 кДж / моль выше основного состояния. ^[4]

Реакции дублетного радикала с нерадикальными частицами включают вставку или добавление:

[CH] ^• ( X ² Π) + H
₂O → [CHO] ^• + H
₂или [CH
₂(ОН)] ^•

тогда как реакция радикального квартета обычно включает только абстракцию:

[CH] ^{3 •} ( a ⁴ Σ ^- ) + H
₂O → [CH
₂] + [HO] ^•

Метилидин может связываться с атомами металла как тридентатный лиганд в координационных комплексах . Примером является метилидинетрикобальтнонакарбонил HCCo.
₃(CO)
₉. ^[5]

Возникновение и реактивность [ править ]

Промежуточное звено Фишера – Тропша [ править ]

Метилидиноподобные соединения подразумеваются промежуточными продуктами в процессе Фишера-Тропша , гидрировании CO с образованием углеводородов . Предполагается, что метилидиновые соединения связываются с поверхностью катализатора . Гипотетическая последовательность: ^[5]

M _n CO +12H ₂ → M _n COH

M _n COH + H ₂ → M _n CH + H ₂ O

M _n CH +12H ₂ → M _n CH ₂

Промежуточное соединение M _n CH имеет тридентатный метилидиновый лиганд. Затем метиленовый лиганд (H ₂ C) может быть присоединен к CO или другому метилену, тем самым увеличивая цепь C – C. ^[6]

Амфотеричность [ править ]

Метилилидиновая группа может проявлять как кислотный, так и основной характер Льюиса . ^[7] Такое поведение представляет только теоретический интерес, поскольку невозможно получить метиллидин.

В межзвездном пространстве [ править ]

В октябре 2016 года, сообщает астрономы , что самые основные химические ингредиенты жизни - methylidyne радикал ⫶ СН, углерод-водород , положительный ион : СН ⁺ и ион углерода ⫶ С ⁺ - это результат ультрафиолетового света от звезд , а не другими способами, например, в результате турбулентных событий, связанных со сверхновыми звездами и молодыми звездами , как считалось ранее. ^[8] Эти результаты пролили новый свет на образование органических соединений на раннем этапе развития жизни на Земле.

Подготовка [ править ]

Метилидин можно получить из бромоформа . ^[5]

См. Также [ править ]

Метиленовая группа
Метиленовый мостик

Ссылки [ править ]

^ «гидридокарбон (CHEBI: 51382)» . Химические объекты, представляющие биологический интерес (ChEBI) . Великобритания: Европейский институт биоинформатики. Имя ИЮПАК.
^ " гидридокарбон (3 •) ". Страница веществ на веб-сайте химических субъектов, представляющих биологический интерес (ChEBI), Европейский институт биоинформатики, Великобритания. Доступ 2019-04-20
^ Энциклопедия астробиологии Том 1редакцией Рикардо Amils, Хосе Cernicharo Кинтанилья, Хендерсон Джеймс расщепляет, Уильям М. Ирвин, Даниэле Пинти, Мишель Viso. 2011, Springer: Гейдельберг
^ Брукс, Бернард Р .; Шефер III, Генри Ф. (1 декабря 1977 г.). «Реакции карбинов. Поверхности потенциальной энергии для дублетных и квартетных реакций метилидина (СН) с молекулярным водородом». Журнал химической физики . 67 (11): 5146–5151. DOI : 10.1063 / 1.434743 .
^ a b c Nestle, Mara O .; Hallgren, John E .; Сейферт, Дитмар; Доусон, Питер; Робинсон, Брайан Х. (1 января 1980 г.). «μ ₃ -метилидин и μ _3- бензилидин-трис (трикарбонилкобальт)». В Буше, Дэрил Х. (ред.). Неорганические синтезы, Vol. 20 . John Wiley & Sons, Inc., стр. 226–229 . DOI : 10.1002 / 9780470132517.ch53 . ISBN 9780470132517.
^ WA Herrmann "Металлоорганические аспекты синтеза Фишера-Тропша" Angewandte Chemie International Edition на английском языке, 1982, том 21, выпуск 2, страницы 117–130. DOI : 10.1002 / anie.198201171
^ Андерсон, Стюарт, М .; McCurdy, KE; Кольб, CE (февраль 1989 г.). «Реакция радикала метилидина + окись углерода: коэффициент скорости обмена атома углерода при 294 K». Журнал физической химии . 93 (3): 1042–1048. DOI : 10.1021 / j100340a007 .
↑ Ландау, Элизабет (12 октября 2016 г.). «Строительные блоки из строительных блоков жизни происходят из звездного света» . НАСА . Проверено 13 октября +2016 .

[1] «гидридокарбон (CHEBI: 51382)» . Химические объекты, представляющие биологический интерес (ChEBI) . Великобритания: Европейский институт биоинформатики. Имя ИЮПАК.

[2] " гидридокарбон (3 •) ". Страница веществ на веб-сайте химических субъектов, представляющих биологический интерес (ChEBI), Европейский институт биоинформатики, Великобритания. Доступ 2019-04-20

[3] Энциклопедия астробиологии Том 1редакцией Рикардо Amils, Хосе Cernicharo Кинтанилья, Хендерсон Джеймс расщепляет, Уильям М. Ирвин, Даниэле Пинти, Мишель Viso. 2011, Springer: Гейдельберг

[4] Брукс, Бернард Р .; Шефер III, Генри Ф. (1 декабря 1977 г.). «Реакции карбинов. Поверхности потенциальной энергии для дублетных и квартетных реакций метилидина (СН) с молекулярным водородом». Журнал химической физики . 67 (11): 5146–5151. DOI : 10.1063 / 1.434743 .

[Nestle1980-5] Nestle, Mara O .; Hallgren, John E .; Сейферт, Дитмар; Доусон, Питер; Робинсон, Брайан Х. (1 января 1980 г.). «μ ₃ -метилидин и μ _3- бензилидин-трис (трикарбонилкобальт)». В Буше, Дэрил Х. (ред.). Неорганические синтезы, Vol. 20 . John Wiley & Sons, Inc., стр. 226–229 . DOI : 10.1002 / 9780470132517.ch53 . ISBN 9780470132517.

[6] WA Herrmann "Металлоорганические аспекты синтеза Фишера-Тропша" Angewandte Chemie International Edition на английском языке, 1982, том 21, выпуск 2, страницы 117–130. DOI : 10.1002 / anie.198201171

[7] Андерсон, Стюарт, М .; McCurdy, KE; Кольб, CE (февраль 1989 г.). «Реакция радикала метилидина + окись углерода: коэффициент скорости обмена атома углерода при 294 K». Журнал физической химии . 93 (3): 1042–1048. DOI : 10.1021 / j100340a007 .

[8] Ландау, Элизабет (12 октября 2016 г.). «Строительные блоки из строительных блоков жизни происходят из звездного света» . НАСА . Проверено 13 октября +2016 .

[1]