Karben



All kunnskapen som mennesket har samlet i århundrer om Karben er nå tilgjengelig på internett, og vi har samlet og bestilt den for deg på en mest mulig tilgjengelig måte. Vi vil at du skal kunne få tilgang til alt relatert til Karben som du vil vite raskt og effektivt; at opplevelsen din er hyggelig og at du føler at du virkelig har funnet informasjonen om Karben som du lette etter.

For å nå våre mål har vi gjort en innsats for ikke bare å få den mest oppdaterte, forståelige og sannferdige informasjonen om Karben, men vi har også passet på at utformingen, lesbarheten, lastehastigheten og brukervennligheten til siden være så hyggelig som mulig, slik at du på denne måten kan fokusere på det essensielle, kjenne til all data og informasjon som er tilgjengelig om Karben, uten å måtte bekymre deg for noe annet, vi har allerede tatt hånd om det for deg. Vi håper vi har oppnådd vårt formål og at du har funnet informasjonen du ønsket om Karben. Så vi ønsker deg velkommen og oppfordrer deg til å fortsette å nyte opplevelsen av å bruke scientiano.com.

Metylen er den enkleste karben.

I kjemi , en karbenet er et molekyl som inneholder en nøytral karbonatom med en valens på to og to udelte valenselektroner . Den generelle formelen er R- (C : ) -R' eller R = C : hvor R representerer substituenter eller hydrogenatomer.

Begrepet "karben" kan også henvise til den spesifikke forbindelsen H 2 C : , også kalt metylen , moder hydrid fra hvilken alle andre karben-forbindelser blir formelt avledet. Carbener er klassifisert som enten singletter eller trillinger , avhengig av deres elektroniske struktur. De fleste karben er svært korte, selv om vedvarende karben er kjent. Et meget studert karbenet er dichlorocarbene Cl 2 C : , som kan dannes in situ fra kloroform og en sterk base for .

Strukturer og liming

De to klassene karben er singlet og triplet karben. Singlet-karbener er spinnparet. På språket om valensbindingsteori vedtar molekylet en sp 2 -hybridstruktur . Trillingkarbener har to uparede elektroner. De fleste karben har en ikke -lineær triplet jordtilstand, bortsett fra de med nitrogen, oksygen eller svovel, og halogenidersubstituenter bundet til det divalente karbonet. Substituenter som kan donere elektronpar kan stabilisere singlettilstanden ved å delokalisere paret til en tom p -orbital. Hvis energien til singlettilstanden er tilstrekkelig redusert, vil den faktisk bli grunntilstanden.

Bindingsvinkler er 125140 ° for triplet metylen og 102 ° for singlet metylen (bestemt av EPR ).

For enkle hydrokarboner er trillingkarbener vanligvis 8 kcal / mol (33 kJ / mol) mer stabile enn singletkarbener. Stabiliseringen skyldes delvis Hundens regel om maksimal mangfoldighet .

Strategier for å stabilisere trillingkarbener er unnvikende. Karbenen kalt 9-fluorenyliden har vist seg å være en raskt ekvilibrerende blanding av singlet- og triplettilstander med en energiforskjell på omtrent 1,1 kcal/mol (4,6 kJ/mol). Det er imidlertid diskuteres om di aryl karbener som fluoren karbenet er sanne karbener fordi elektronene kan delocalize i en slik grad at de blir faktisk birester . I siliko -eksperimenter antyder at trillingkarbener kan termodynamisk stabiliseres med elektropositive heteroatomer som i silyl- og silyloxy -karbener, spesielt trifluorosilylkarbener.

Reaktivitet

Karben -tillegg til alkener

Singlet- og triplet -karben viser divergerende reaktivitet. Singlet -karben deltar vanligvis i cheletropiske reaksjoner som enten elektrofiler eller nukleofiler . Singlet-karbener med ufylt p-orbital bør være elektrofile. Trillingkarbener kan betraktes som diradicals , og delta i trinnvise radikale tillegg. Trillingkarbener må gå gjennom et mellomprodukt med to uparede elektroner, mens singletkarben kan reagere i et enkelt samordnet trinn.

På grunn av disse to reaktivitetsmåtene er reaksjonene til singlet metylen stereospesifikke, mens reaksjonene til triplet metylen er stereoselektive . Denne forskjellen kan brukes til å undersøke karbens natur. For eksempel gir metylenreaksjonen fra fotolyse av diazometan med cis - 2-buten eller med trans - 2-buten hver en enkelt diastereomer av 1,2-dimetylcyklopropanproduktet: cis fra cis og trans fra trans , noe som viser at metylen er en singlet. Hvis metylenet var en trilling, ville man ikke forvente at produktet var avhengig av utgangsalkengeometrien, men heller en nesten identisk blanding i hvert tilfelle.

Reaktiviteten til en bestemt karben avhenger av substituentgruppene . Reaktiviteten deres kan påvirkes av metaller . Noen av reaksjonene karbener kan gjøre er innsetting i CH -bindinger , omorganisering av skjelett og tillegg til dobbeltbindinger. Karbener kan klassifiseres som nukleofile, elektrofile eller ambifile. For eksempel, hvis en substituent er i stand til å donere et par elektroner, vil sannsynligvis ikke karbenen være elektrofil. Alkyl karbener sett mye mer selektivt enn methylen, som skiller ikke mellom primære, sekundære og tertiære CH bindinger.

Syklopropanering

Karbensyklopropanering

Carbener legger til dobbeltbindinger for å danne cyklopropaner . En samordnet mekanisme er tilgjengelig for singlet -karbener. Trillingkarben beholder ikke stereokjemi i produktmolekylet. Tilsetningsreaksjoner er vanligvis veldig raske og eksoterme . Det sakte trinnet i de fleste tilfeller er generering av karben. Et velkjent reagens som brukes for alken-til-cyklopropanreaksjoner er Simmons-Smith-reagens . Dette reagenset er et system av kobber , sink og jod , hvor det aktive reagenset antas å være jodmetylzinkjodid . Reagenset er kompleks av hydroksygrupper slik at tilsetning vanligvis skjer synlig til en slik gruppe.

C H innsetting

Innsetting er en annen vanlig type karbene reaksjoner. Karbenen blander seg i utgangspunktet i en eksisterende binding. Rekkefølgen er vanligvis:

  1. X - H bindinger der X ikke er karbon
  2. C -H -binding
  3. C C binding.

Innsetting kan forekomme i et enkelt trinn.

Intramolekylære innsettingsreaksjoner presenterer nye syntetiske løsninger. Vanligvis favoriserer stive strukturer at slike innsettinger skal skje. Når en intramolekylær innsetting er mulig, ses ingen intermolekylære innsettinger. I fleksible strukturer foretrekkes femformet ringformasjon fremfor seksleddet ringformasjon. Både inter- og intramolekylære innsettinger kan endres til asymmetrisk induksjon ved å velge kirale ligander på metallsentre.

Intramolekylær reaksjon av karben
Karbene intermolekylær reaksjon

Alkylidenkarbener er fristende ved at de tilbyr dannelse av syklopentengrupper . For å danne en alkylidengruppe karben et keton kan bli utsatt for trimetylsilyl diazometan .

Alkylidenkarben

Karben dimerisering

Wanzlick likevekt

Karbener og karbenoide forløpere kan gjennomgå dimeriseringsreaksjoner for å danne alkener . Selv om dette ofte er en uønsket sidereaksjon, kan den brukes som et syntetisk verktøy, og en direkte metallkarbendimering har blitt brukt i syntesen av polyalkynyletener.

Vedvarende karben eksisterer i likevekt med sine respektive dimerer. Dette er kjent som Wanzlick -likevekten .

Karbenen ligander i organometallisk kjemi

I organometalliske arter blir metallkomplekser med formlene L n MCRR 'ofte beskrevet som karbinkomplekser. Slike arter reagerer imidlertid ikke som frie karben og blir sjelden generert fra karbene forløpere, bortsett fra de vedvarende karben. De overgangsmetall karben-komplekser kan klassifiseres i henhold til deres reaktivitet med de to første klasser være den mest klart definert:

  • Fischer-karben , der karbenet er bundet til et metall som bærer en elektronuttrekkende gruppe (vanligvis et karbonyl). I slike tilfeller er karbenoidkarbonet mildt elektrofilt.
  • Schrock-karbener , der karbenet er bundet til et metall som bærer en elektrondonerende gruppe. I slike tilfeller er karbenoidkarbonet nukleofilt og ligner Wittig -reagens (som ikke regnes som karbenderivater).
  • Karbenradikaler , der karbenet er bundet til et åpent metall med karbonkarbonet som har en radikal karakter. Karbenradikaler har trekk ved både Fischer og Schrock karben, men er vanligvis langvarige reaksjonsmellomprodukter.

Generering av karbener

  • En metode som er generelt anvendelig for organisk syntese er indusert eliminering av halogenider fra edel-dihalider som bruker organolitiumreagenser . Det er fortsatt usikkert om det under disse forholdene dannes frie karben eller et metall-karbinkompleks. Likevel gir disse metallokarbene (eller karbenoider) de forventede organiske produktene.
R 2 CBr 2 + BuLi R 2 CLi (Br) + BuBr
R 2 CLi (Br) R 2 C + LiBr
  • For syklopropanasjoner brukes sink i Simmons -Smith -reaksjonen . I et spesialisert, men lærerikt tilfelle, kan alfa-halomer-kvikksølvforbindelser isoleres og termolyseres separat. For eksempel frigjør "Seyferth -reagenset" CCl 2 ved oppvarming.
C 6 H 5 HgCCl 3 CCl 2 + C 6 H 5 HgCl

Søknader om karben

En stor anvendelse av karben er industriell produksjon av tetrafluoretylen , forløperen til teflon . Tetrafluoretylen genereres via difluorokarbens mellomprodukt :

CHClF 2 CF 2 + HCl
2 CF 2 F 2 C = CF 2

Innsetting av karben i C-H-bindinger har blitt utnyttet mye, f.eks. Funksjonalisering av polymere materialer og elektroherding av lim . Programmene er avhengige av syntetiske 3-aryl-3-trifluormetyl diaziriner , et karben forløper som kan aktiveres ved hjelp av varme, lys, eller spenning .

Historie

Carbenes ble først postulert av Eduard Buchner i 1903 i syklopropaneringsstudier av etyldiazoacetat med toluen. I 1912 konverterte Hermann Staudinger også alkener til cyklopropaner med diazometan og CH 2 som mellomprodukt. Doering i 1954 demonstrerte med diklorkarbensyntetisk nytteverdi.

Se også

Referanser

Eksterne linker

  • Media relatert til Carbenes på Wikimedia Commons

Opiniones de nuestros usuarios

Christine Borge

Jeg vet ikke hvordan jeg kom til denne Karben artikkelen, men jeg likte den veldig godt.

Aase Davidsen

Takk. Artikkelen om Karben hjalp meg.

Otto Løkken

Oppføringen på Karben har vært veldig nyttig for meg.

Britt Eliassen

Veldig interessant dette innlegget om Karben.