Dihydroksymetyliden

Dihydroksymetyliden
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
	λ2-metanodiol
	Inne nazwy i oznaczenia
półsyst.	kwas węglawy
Stocka	kwas węglowy(II)
inne	dihydroksykarben
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	CH2O2
Inne wzory	C(OH); 2, H; 2CO; 2
Masa molowa	46,03 g/mol
	Identyfikacja
Numer CAS	71946-83-3
PubChem	191992
SMILES
	O[C]O
InChI
	InChI=1S/CH2O2/c2-1-3/h2-3H
	InChIKey
	VZOMUUKAVRPMBY-UHFFFAOYSA-N
Niebezpieczeństwa
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Wiarygodne źródła oznakowania tej substancji; według kryteriów GHS są niedostępne.
	Podobne związki
Podobne związki	kwas mrówkowy, kwas węglowy

Dihydroksymetyliden, C(OH)
2 – organiczny związek chemiczny z grupy karbenów. Jest niestabilnym tautomerem kwasu mrówkowego, trwałym w temperaturach kilku kelwinów.

Otrzymywanie i właściwości

Dihydroksymetyliden otrzymano przez błyskawiczną pirolizę próżniową bezwodnego kwasu szczawiowego:

C
2O
4H
2 → HO−C−OH + CO
2

Pary kwasu szczawiowego w wysokiej próżni zostały przepuszczone przez rurkę kwarcową ogrzaną do 700 °C, a produkty reakcji zostały natychmiast wychwycone w zestalonym argonie w temperaturze 10 K. W takiej formie dihydroksymetyliden jest stabilny (w przeciwieństwie do monohydroksymetylidenu, H−C−OH, który w takich warunkach izomeryzuje do formaldehydu, HCHO, w wyniku występowania efektu tunelowego) i może być charakteryzowany spektralnie. Alternatywnie można go otrzymać, poddając mieszaninę wodoru i dwutlenku węgla w neonie rozprężaniu naddźwiękowemu w połączeniu z wyładowaniem elektrycznym:

CO
2 + H
2 → HO−C−OH

Kąt między wiązaniami O−C−O w cząsteczce dihydroksymetylidenu wynosi ok. 107°. Stwierdzono istnienie 3 rotamerów o konformacji grup hydroksylowych s-trans,s-trans (najstabilniejszy), s-trans,s-cis i s-cis,s-cis (najmniej stabilny).

Podwyższenie temperatury prowadzi do rozkładu dihydroksymetylidenu do kwasu mrówkowego, wodoru i dwutlenku węgla, natomiast pod wpływem promieniowania ultrafioletowego o długości fali 254 nm rozpada się na wodę i tlenek węgla:

HO−C−OH → H
2O + CO

Węgliny

Sprzężoną zasadą Brønsteda względem dihydroksymetylidenu jest anion węglinowy o wzorze CO2−
2. W temperaturze 15 K zidentyfikowano węgliny metali alkalicznych (litu, potasu i cezu): Li
2CO
2, K
2CO
2 i Cs
2CO
2. Węgliny te, po ogrzaniu powyżej 15 K, rozkładają się do węglanów, tlenku węgla i szczawianów. Jon węglinowy w obecności tlenu natychmiast przekształca się w węglan (z węglem na IV stopniu utlenienia).

Z widm IR wynika, że jony węglinowe mogą tworzyć się podczas absorpcji tlenku węgla przez tlenek wapnia, tlenek magnezu oraz tlenek ceru(IV). Jako mechanizm tej reakcji zaproponowano wstępne wytworzenie wiązania koordynacyjnego pomiędzy jonem O−
2 na powierzchni CaO lub MgO a atomem węgla cząsteczki CO, a następnie przekształcenie się tego wiązania w kowalencyjne i przeniesienie ładunku na jon węglinowy.

Przypisy

1 2 3 4 5 Peter R.P.R. Schreiner Peter R.P.R., Hans PeterH.P. Reisenauer Hans PeterH.P., Spectroscopic Identification of Dihydroxycarbene, „Angewandte Chemie International Edition”, 47 (37), 2008, s. 7071–7074, DOI: 10.1002/anie.200802105 (ang.).
1 2 3 Caroline C.C.C. Womack Caroline C.C.C. i inni, Gas-Phase Structure Determination of Dihydroxycarbene, One of the Smallest Stable Singlet Carbenes, „Angewandte Chemie International Edition”, 53 (16), 2014, s. 4089–4092, DOI: 10.1002/anie.201311082 (ang.).
↑ HenrikH. Quanz HenrikH. i inni, Identification and Reactivity of s-cis,s-cis-Dihydroxycarbene, a New [CH₂O₂] Intermediate, „Journal of the American Chemical Society”, 142 (46), 2020, s. 19457–19461, DOI: 10.1021/jacs.0c09317 (ang.).
1 2 Z.H.Z.H. Kafafi Z.H.Z.H. i inni, Carbon dioxide activation by lithium metal. 1. Infrared spectra of lithium carbon dioxide (Li⁺CO₂⁻), lithium oxalate (Li⁺C₂O₄⁻), and lithium carbon dioxide (Li₂²⁺CO₂²⁻) in inert-gas matrices, „Journal of the American Chemical Society”, 105 (12), 1983, s. 3886–3893, DOI: 10.1021/ja00350a025 (ang.).
1 2 Zakya H.Z.H. Kafafi Zakya H.Z.H. i inni, Carbon dioxide activation by alkali metals. 2. Infrared spectra of M⁺CO₂⁻ and M₂²⁺CO₂²⁻ in argon and nitrogen matrixes, „Inorganic Chemistry”, 23 (2), 1984, s. 177–183, DOI: 10.1021/ic00170a013 (ang.).
1 2 ClaudeC. Binet ClaudeC. i inni, FTIR study of carbon monoxide adsorption on ceria: CO₂²⁻ carbonite dianion adsorbed species, „Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions”, 90 (7), 1994, s. 1023, DOI: 10.1039/ft9949001023 (ang.).
1 2 3 M.A.M.A. Babaeva M.A.M.A., A.A.A.A. Tsyganenko A.A.A.A., Infrared spectroscopic evidence for the formation of carbonite CO₂²⁻ ions in CO interaction with basic oxide surfaces, „Reaction Kinetics and Catalysis Letters”, 34 (1), 1987, s. 9–14, DOI: 10.1007/BF02069193 (ang.).

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[Schreiner-1] 1 2 3 4 5 Peter R.P.R. Schreiner Peter R.P.R., Hans PeterH.P. Reisenauer Hans PeterH.P., Spectroscopic Identification of Dihydroxycarbene, „Angewandte Chemie International Edition”, 47 (37), 2008, s. 7071–7074, DOI: 10.1002/anie.200802105 (ang.).

[Womack-2] 1 2 3 Caroline C.C.C. Womack Caroline C.C.C. i inni, Gas-Phase Structure Determination of Dihydroxycarbene, One of the Smallest Stable Singlet Carbenes, „Angewandte Chemie International Edition”, 53 (16), 2014, s. 4089–4092, DOI: 10.1002/anie.201311082 (ang.).

[Quanz-3] HenrikH. Quanz HenrikH. i inni, Identification and Reactivity of s-cis,s-cis-Dihydroxycarbene, a New [CH₂O₂] Intermediate, „Journal of the American Chemical Society”, 142 (46), 2020, s. 19457–19461, DOI: 10.1021/jacs.0c09317 (ang.).

[Kafafi1-4] 1 2 Z.H.Z.H. Kafafi Z.H.Z.H. i inni, Carbon dioxide activation by lithium metal. 1. Infrared spectra of lithium carbon dioxide (Li⁺CO₂⁻), lithium oxalate (Li⁺C₂O₄⁻), and lithium carbon dioxide (Li₂²⁺CO₂²⁻) in inert-gas matrices, „Journal of the American Chemical Society”, 105 (12), 1983, s. 3886–3893, DOI: 10.1021/ja00350a025 (ang.).

[Kafafi2-5] 1 2 Zakya H.Z.H. Kafafi Zakya H.Z.H. i inni, Carbon dioxide activation by alkali metals. 2. Infrared spectra of M⁺CO₂⁻ and M₂²⁺CO₂²⁻ in argon and nitrogen matrixes, „Inorganic Chemistry”, 23 (2), 1984, s. 177–183, DOI: 10.1021/ic00170a013 (ang.).

[bine-6] 1 2 ClaudeC. Binet ClaudeC. i inni, FTIR study of carbon monoxide adsorption on ceria: CO₂²⁻ carbonite dianion adsorbed species, „Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions”, 90 (7), 1994, s. 1023, DOI: 10.1039/ft9949001023 (ang.).

[baba-7] 1 2 3 M.A.M.A. Babaeva M.A.M.A., A.A.A.A. Tsyganenko A.A.A.A., Infrared spectroscopic evidence for the formation of carbonite CO₂²⁻ ions in CO interaction with basic oxide surfaces, „Reaction Kinetics and Catalysis Letters”, 34 (1), 1987, s. 9–14, DOI: 10.1007/BF02069193 (ang.).