Carbene

Structura grupului carben în ( albastru ).

Carbena este o specie chimică metastabilă cu formula generală R ₂ C :, mult exploatată în chimia organică și metalorganică datorită reactivității sale. Proiectantul carbenelor este metilenul : CH ₂ , a cărui existență a fost demonstrată în 1959 cu ajutorul spectroscopiei ; un alt carbenă foarte frecvente este dichlorocarbene: _Ccl2. Un carbenoid este o specie relativ mai stabilă care, deși nu este o carbenă adevărată, are caracteristici și reactivitate foarte asemănătoare (de exemplu, acestea sunt adăugate la alchene în sinteza Simmons-Smith ). Un carbenoid simplu este I-CH ₂ -ZnI. Carbenele stabile au fost demonstrate și caracterizate în ultimul deceniu al secolului XX.

Singlet Carbene, triplet sp ² și triplet sp

Există două tipuri diferite de carbene: carbena singletă și carbena tripletă . Singurul carben este sp ² hibridizat și plan, are doi electroni împerecheați și un orbital p gol. Tripletul carben, pe de altă parte, poate fi atât sp plan ^{2, cât} și liniar cu hibridizare sp : o caracteristică comună este prezența a doi electroni nepereche. Trebuie remarcat faptul că configurația de triplet spin generează paramagnetism care face posibilă aplicarea tehnicii spectroscopiceEPR pentru specii suficient de stabile. În mod normal starea triplet este cea cu cea mai mică energie și, prin urmare, cea mai stabilă în condiții normale.

Sinteza carbenelor

Cele mai frecvente sinteze de carbeni implică procese de fotoliză sau eliminare :

• fotoliză: de exemplu compuși cum ar fi diazometan CH ₂ N ₂ carbene produc ,: _CH2 în acest caz, eliminarea azotului și a obține o mai mare stabilitate;
• eliminare: folosind o bază foarte puternică, cum ar fi n- butil-litiu , este posibil să se obțină o carbenă dintr-un 1,1-dihalogeno- alcan R ₂ CX ₂ . Speciile cu α-hidrogeni acizi produc carbene chiar folosind o bază mai blândă, cum ar fi OH ^- ; astfel, de exemplu, cloroformul CHCI ₃ reacționează cu o soluție de hidroxid de sodiu prin eliminarea acidului clorhidric și formează Dichlorocarbene: CCL _2;
• reacțiile speciale de descompunere și rearanjare, cum ar fi rearanjarea Wolff , produc carbene intermediare.

Reactivitate

Adăugarea de carbeni la alchene

Singletele și tripletele carbene prezintă o reactivitate chimică diferită.

• Singletul dă o reacție sin stereospecifică de adăugare la alchene: o cis- alchenă produce un cis- ciclopropan substituit, o trans-alchenă produce un trans-ciclopropan substituit.
• Un carben triplet, pe de altă parte, este comparabil cu un diluant și nu dă reacții concertate. Reacția generează întotdeauna o pereche de izomeri (reacția nu este stereospecifică).

Carbenii reacționează, de asemenea, prin substituție electrofilă cu compuși aromatici al căror inel este activat de un substituent (de exemplu , reacția Reimer-Tiemann ).

Carbenii sunt utilizați și în sinteza compușilor organometalici cu metale din blocul d al tabelului periodic . Un exemplu este dat de compusul (CO) ₅ Cr = C _(NR2) (C ₆ H _5).

Bibliografie

• TW Graham Solomons, Organic Chemistry , ediția a II-a, Bologna, Zanichelli, 2001, pp. 330-333, ISBN 88-08-09414-6 .

linkuri externe

• ( RO ) IUPAC Gold Book, „carbenes” , pe goldbook.iupac.org .

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei