Karbeny (rodniki)
carbene.png)
Karbeny – organiczne związki chemiczne, pochodne karbenu (metylenu, CH
2), o wzorze ogólnym :CR1
R2
, zawierające atom węgla związany z dwiema grupami jednowartościowymi lub jedną grupą dwuwartościową[2]. Są cząsteczkami obojętnymi elektrycznie i zawierają atom węgla z sześcioma elektronami walencyjnymi. Zwykle są nietrwałe i nie można wyodrębnić ich ze środowiska reakcji[3]. Ich istnienie i budowę potwierdzono w 1959 roku metodami spektroskopowymi[4].
Struktura
Karbeny mogą występować w dwóch stanach elektronowych: singletowym i trypletowym. Stan singletowy ma hybrydyzację sp² z nieobsadzonym orbitalem p niezawierającym się w płaszczyźnie wyznaczonej przez podstawniki R1
, R2
i niewiążącą parę elektronową. Karben w stanie trypletowym jest dwurodnikiem: ma hybrydyzację sp, a dwa niewiążące elektrony są niesparowane[4].
karben singletowy
karben trypletowy
Metylen
Niepodstawiony karben, czyli metylen[a], CH
2, powstaje w wyniku naświetlania promieniowaniem UV np. diazometanu (CH
2N
2) lub ketenu (CH
2=C=O). Pierwotnym produktem reakcji jest metylen singletowy (:CH
2) ze sparowanymi wolnymi elektronami, który szybko przechodzi w stabilniejszy metylen trypletowy (•
CH
2•
), w którym wolne elektrony nie są sparowane. Wyższa stabilność formy trypletowej nie jest regułą, np. dichlorokarben (:CCl
2) występuje wyłącznie w stanie singletowym[4].
Stabilne karbeny
Pierwszy stabilny karben, [bis(diizopropyloamino)fosfino]trimetylosililokarben {[(CH
3)
2CH]
2N}
2−C−Si(CH
3)
3, został wyizolowany w 1989 roku. Jest to karben singletowy. Od tego czasu uzyskano wiele stabilnych związków tego typu. W zależności od charakteru podstawników dzielą się one na trzy grupy[3]:
- D−C−W, z dwoma heteroatomami, jednym tworzącym podstawnik D, donujący elektrony π, a drugim tworzącym podstawnik W, wyciągający elektrony π
- D−C−C, z dwoma heteroatomami tworzącymi podstawniki D, np. R
2N−C−NR
2 - D−C−W, z jednym heteroatomem tworzącym podstawnik D i grupą węglową W, np. R
2P−C−CF
3
Zobacz też
Uwagi
- ↑ Wolnego metylenu (CH
2) nie należy mylić z grupą metylenową (−CH
2−), także nazywanej metylenem.
Przypisy
- ↑ Witold Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa: Wydawnictwo Adamantan, 2008, ISBN 978-83-7350-105-8.[potrzebny numer strony]
- ↑ Carbene, [w:] A.D. McNaught, A. Wilkinson, Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), S.J. Chalk (akt.), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI: 10.1351/goldbook.C00806, ISBN 0-9678550-9-8 (ang.).
- ↑ a b Guy Bertrand, Stable Singlet Carbenes. Introduction, [w:] Reactive Intermediate Chemistry, Robert A. Moss (red.), Matthew Platz (red.), Jones Maitland (red.), Hoboken: John Wiley & Sons, 2003, s. 329–373, DOI: 10.1002/0471721492.ch8, ISBN 978-0-471-72149-9, OCLC 666967111 (ang.).
- ↑ a b c Robert T. Morrison, Robert N. Boyd, Chemia organiczna, t. 1, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1985, s. 370–374, ISBN 83-01-04166-8.