Монооксид трикарбона - Tricarbon monoxide

Монооксид трикарбона
Tricarbon-monoxide-2D.svg
Трикарбон-монооксид-3D-vdW.png
Имена
Название ИЮПАК
3-оксо-1,2-пропадиенилиден
Другие имена
3-оксопропадиенилиден
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
Свойства
C3О
Молярная масса52.032 г · моль−1
ВнешностьГаз
Родственные соединения
Родственные оксиды
монооксид углерода
монооксид дикарбона
монооксид тетракарбона
Родственные соединения
моносульфид трикарбона
субнитрид углерода
HCCCO[2]
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Монооксид трикарбона C3O - реактивный радикальный оксоуглерод молекула, найденная в космосе, и которая может быть превращена в преходящее вещество в лаборатории. Он может попасть в ловушку матрица инертного газа или сделан как недолговечный газ. C3O можно классифицировать как кетен или оксокумулен типа гетерокумулен.[3]

Естественное явление

C3O был обнаружен по его микроволновому спектру в темноте на холоде. Молекулярное Облако Тельца Один[4] а также в протозвезде Элиас 18.[5]

Предполагается, что путь к этому будет следующим:[6]

HC+
3 + CO2 → HC3О+ + CO
HC3О+ → С3O + H+

или[5]

C2 + CO → C3O, что более благоприятно при более низких температурах.

Соответствующий C3S больше в темноте молекулярные облака, хотя кислорода в 20 раз больше, чем серы. Разница связана с более высокой скоростью образования и тем, что C3S менее полярен.[5]

Производство

C3O может быть произведено нагреванием Кислота Мелдрама. Это также производит ацетон, окись углерода и двуокись углерода.[7]

Р. Л. Декок и В. Уолтнер первыми идентифицировали C3O путем реакции атомарного углерода с монооксидом углерода в матрица аргона. Они наблюдали инфракрасную линию поглощения на 2241 см.−1.[7] Они производили атомы углерода, нагревая графит внутри тонкой танталовой трубки.[8]

M. E. Jacox фотолизированный C3О2 в матрице аргона для получения C3O с ИК-линией поглощения 2244 см−1Однако он не узнал, что было произведено.[8]

При нагревании диазоциклопентантриона или аналогичного ангидрида кислоты (2,4-азо-3-оксодипентановый ангидрид), C3O производится. Также действие света на диоксид тетракарбона дает C3О и СО.[9]

Обогрев фумарилхлорид также дает C3О.[3] Нагревательный провод 2,4-динитрорезорцинат также производит C3O вместе с C2O, CO и недокись углерода.[10] Электрический разряд в недооксиде углерода производит около 11 ppm C3О.[11]

Роджер Браун нагрел 3,5-диметил-1-пропинолпиразол до температуры более 700 ° C, чтобы получить C3О.[12]Также пиролиз 5,5'-бис (2,2-диметил-4,6-диоксо-1,3-диоксанилидена или диизопропилиденэтилентетракарбоксилата дает C3О.[12]

Облучение монооксид углерода лед с электронами дает смесь оксидов углерода, в том числе C3О. Этот процесс мог произойти на ледяных телах в космосе.[13]

Реакции

C3О может быть стабилизирован как лиганд в пентакарбонилах элементов 6 группы, как в Cr (CO)5CCCO. Это формируется из [п-Bu4N] [CrI (CO)5] и ацетилид серебра, производное пропиолата натрия (AgC≡CCOONa), а затем тиофосген. AgC≡CCOONa, в свою очередь, состоит из ионов серебра и пропиолата натрия.[14] Сине-черный твердый комплекс называется пентакарбоний1 (3-оксопропадиенилиден) хромом (0). Он довольно летуч и разлагается при 32 ° C. В его инфракрасном спектре видна полоса 2028 см.−1 из-за CCCO. Комплекс может растворяться в гексане, однако медленно разлагается, теряя дикарбон (C2) который продолжает формировать ацетилены и кумулены в растворителе. Диметилсульфоксид окисляет лиганд CCCO до недокись углерода./[15]

C3O оставляет на стекле красновато-черную пленку.[12]

Реакция C3O и мочевина прогнозируется формирование урацил.[16] Путь к этому заключается в том, что сначала две молекулы реагируют с образованием изоциануровая кислота и пропиоламид, NH затем вступает в реакцию с образованием тройной связи с NH2 группа движется назад. Затем происходит окончательная циклизация с образованием урацила.[17]

Свойства

C3Молекулы O живут недолго. При низком давлении в 1 паскаль они выживают около одной секунды.[18]Силовые константы для связей: C1-O 14,94, C1-C2 1,39 C2-C3 6,02 мдин / Å.[8] Длины связей составляют C-O 1,149, C1-C2 1,300, C2-C3 1,273 Å. Молекула линейна.[6]

связьатом 1атом 2длина
Å[6]		силовая постоянная
мдын / Å[8]		ИК-диапазоны
см−1
CCC-OC1О1.14914.94
CC-CОC2C11.3001.39
C-CCCOC3C21.2736.02

Сродство к протону составляет 885 кДжмоль.−1.[6] Дипольный момент составляет 2,391 Д.[14] Кислородный конец имеет положительный заряд, а углеродный - отрицательный.[6] Молекула ведет себя так, как если бы на каждом конце были тройные связи, а посередине - одинарная. Это изоэлектронно для циан.[19]

Молекулярные константы, используемые при определении микроволнового спектра, представляют собой постоянную вращения B0= 4810,8862 МГц постоянная центробежных искажений D0= 0,00077 МГц. Известные микроволновые спектральные линии изменяются от 9621,76 для J = 1 ← 0 до 182792,35 МГц для J = 19 ← 18.[11]

использованная литература

  1. ^ Браун, Рональд Д.; Райс, Э. Х. (октябрь 1984 г.). «Окись трикарбона - теоретическое исследование». Журнал Американского химического общества. 106 (22): 6475–6478. Дои:10.1021 / ja00334a002.
  2. ^ Cooksy, A. L .; Watson, J. K. G .; Gottlieb, C.A .; Фаддеус, П. (февраль 1992 г.). «Вращательный спектр радикала углеродной цепи HCCCO». Астрофизический журнал. 386: L27. Bibcode:1992ApJ ... 386L..27C. Дои:10.1086/186284.
  3. ^ а б Руппель, Раймунд (1999). "Neue Heterokumulene und Carbene" (PDF) (на немецком). Gießen: Justus-Liebig-Universität: 13. Получено 10 ноября 2016. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  4. ^ Matthews, H.E .; Irvine, W. M .; Friberg, P; Brown, R.D .; Годфри, П. Д. (12 июля 1984 г.). «Новая межзвездная молекула: монооксид трикарбона». Природа. 310 (5973): 125–126. Bibcode:1984Натура.310..125М. Дои:10.1038 / 310125a0. PMID  11541993. S2CID  4335136.
  5. ^ а б c Аббас, Хайдер (6 февраля 2014 г.). «Нейтрально-нейтральные реакции образования C3O и C3S». Астрофизика и космическая наука. 351 (1): 53–57. Bibcode:2014Ap и SS.351 ... 53A. Дои:10.1007 / s10509-014-1809-у. S2CID  124813337.
  6. ^ а б c d е Ботчвина, Питер (1989). «Теоретическое исследование астрофизически важных молекул C3O и HC3O +». Журнал химической физики. 90 (8): 4301–4313. Bibcode:1989ЖЧФ..90.4301Б. Дои:10.1063/1.455787.
  7. ^ а б Браун, Рональд Д.; Иствуд, Фрэнк У .; Elmes, Patricia S .; Годфри, Питер Д. (октябрь 1983 г.). «Окись трикарбона». Журнал Американского химического общества. 105 (21): 6496–6497. Дои:10.1021 / ja00359a026. Изображение группы исследователей монооксида трикарбона
  8. ^ а б c d DeKock, R.L .; Weltner, W. (декабрь 1971 г.). «Молекулы C2O, CN2 и C3O». Журнал Американского химического общества. 93 (25): 7106–7107. Дои:10.1021 / ja00754a081.
  9. ^ Майер, Гюнтер; Райзенауэр, Ганс Петер; Балли, Хайнц; Брандт, Вилли; Яношек, Рудольф (август 1990). «C4O2 (1,2,3-бутатриен-1,4-дион), первый диоксид углерода с четным числом атомов углерода». Angewandte Chemie International Edition на английском языке. 29 (8): 905–908. Дои:10.1002 / anie.199009051.
  10. ^ Тан Т. (1 февраля 1985 г.). «Окись трикарбона и окись дикарбона: Приложение к» разложению 2,4-динитрорезорцината свинца (ii)"". Термохимика Акта. 83 (2): 397–398. Дои:10.1016/0040-6031(85)87024-6.
  11. ^ а б Тан, Тонг Б.; Инокучи, Хироо; Сайто, Сюдзи; Ямада, Чикаши; Хирота, Эйзи (апрель 1985 г.). «CCCO: Генерация тлеющим разрядом постоянного тока в недооксиде углерода и микроволновом спектре». Письма по химической физике. 116 (1): 83–85. Bibcode:1985CPL ... 116 ... 83 зуб.. Дои:10.1016/0009-2614(85)80130-5.
  12. ^ а б c Браун, Роджер F.C .; Годфри, Питер Д .; Ли, Суи Чу (1985). «Быстрый вакуумный пиролиз 1-пропиноилпиразолов: новый предшественник монооксида трикарбона». Буквы Тетраэдра. 26 (51): 6373–6376. Дои:10.1016 / S0040-4039 (01) 84602-5.
  13. ^ Джеймисон, Кори С .; Мебель, Александр М .; Кайзер, Ральф I. (март 2006 г.). «Понимание кинетики и динамики радиационно-индуцированных реакций во льду с оксидом углерода при 10 К». Серия дополнений к астрофизическому журналу. 163 (1): 184–206. Bibcode:2006ApJS..163..184J. CiteSeerX  10.1.1.515.8473. Дои:10.1086/499245.
  14. ^ а б Басейредо, Антуан (2010). Комплексы переходных металлов нейтральных лигандов эта1-углерод. Springer Science & Business Media. С. 247–248. ISBN  9783642047213.
  15. ^ Берке, Хайнц; Хертер, Питер (март 1980). «Комплексная стабилизация 3-оксопропадиенилидена (C3O) пентакарбонилхромом (0)». Angewandte Chemie International Edition на английском языке. 19 (3): 225–226. Дои:10.1002 / anie.198002251.
  16. ^ Ван, Тяньфан; Боуи, Джон Х. (ноябрь 2011 г.). «Исследования реакций циклизации линейных кумуленов и гетерокумуленов с использованием процедуры нейтрализации-реионизации и / или расчетов ab initio». Обзоры масс-спектрометрии. 30 (6): 1225–1241. Bibcode:2011MSRv ... 30,1225 Вт. Дои:10.1002 / mas.20328. PMID  21400561.
  17. ^ Ван, Тяньфан; Боуи, Джон Х. (2012). «Могут ли цитозин, тимин и урацил образовываться в межзвездных регионах? Теоретическое исследование». Орг. Biomol. Chem. 10 (3): 652–662. Дои:10.1039 / C1OB06352A. PMID  22120518.
  18. ^ Информация, Reed Business (9 мая 1985 г.). «Теория предсказывает новый оксид углерода». Новый ученый (1455): 21. Получено 10 ноября 2016.
  19. ^ Браун, Рональд Д.; Пуллин, Дэвид Э .; Райс, Эдвард Х. Н .; Родлер, Мартин (декабрь 1985). «Инфракрасный спектр и силовое поле монооксида трикарбона». Журнал Американского химического общества. 107 (26): 7877–7880. Дои:10.1021 / ja00312a013.