Ciklopropenilidén
| Ciklopropenilidén[1] | |||
 |
| ||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 16165-40-5 | ||
| ChemSpider | 4937408 | ||
| |||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | C3H2 | ||
| Moláris tömeg | 38,05 g/mol | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A ciklopropenilidén egy háromtagú feszített gyűrűs aromás karbén. Magányos, lokalizált elektronpárral írják le. Aromás jellege miatt felfedezői nem tudták egyik, a felfedezése előtt ismert karbéncsaládba se sorolni.[1] Ismert 1,2-bisz(diizopropil)amino-származéka, valamint annak szililén és germilén analógja is.[1] Ismert C2v szimmetriájú izomerje is a csillagközi térben, de az egy nagyságrenddel kevésbé gyakran fordul elő.[2]
Története
[szerkesztés]A ciklopropenilidén csillagközi térben való felfedezését 1985-ben igazolták, azonban már 4 évvel korábban is észleltek a csillagközi térben különös spektroszkópiai vonalakat a rádiótartományban.[3] Az első szubsztituált ciklopropenilidén földi körülmények közti előállítása először 2006-ban történt meg,[1] előtte azonban már ismertek voltak átmenetifémekkel alkotott komplexei,[1] amivel a ciklopropenilidén ellentmondott a korábbi tapasztalatoknak.[1] A bisz(diizopropil-amino)ciklopropenilidén egy stabil szilárd vegyület, 108 °C (381,15 K) körüli olvadásponttal és sárga színnel.[1] Ez utóbbit 1997-ig instabilnak gondolták, és csak 2006-ban állították elő.[1] Mivel a σ-rendszerben elektrofil funkciós csoportok árnyékolhatják a karbéncentrum elektrofilitását, ezért dimerizáció, izomerizáció, inzertáció sem lép fel bizonyos származékaiban, ezért kinetikailag stabil.[1]
Ismertek királis ciklopropenilidének is, mint például a bisz[bisz(R-1-feniletil)amino]ciklopropenilidén. Ezt 2007-ben szintetizálták.[1]
Gyakori a csillagközi térben,[4] ahol általában protonokkal, protonált anyagokkal reagál, ciklopropenilium-kation képződése közben. Egy 2020-as tanulmány szerint az egyenlőtlen fényeloszlás miatt egyes presztelláris magok egyik felén több lehet, mint a másikon.[5]
2020. október 15-én kis mennyiségben észlelték a Titan légkörében.[6]
Fizikai tulajdonságai
[szerkesztés]A vegyület normálállapota a szingulett,[1] amelyben az atomok spinjeinek eredője 0.
A ciklopropenilidén csillagközi térben való észlelése a molekuláris átmenetek forgási spektroszkópián alapuló megfigyelésén alapul. Mivel a ciklopropenilidén aszimmetrikus, ezért a forgási energiaszintjei különböznek, és a spektruma összetett. A ciklopropenilidénnek spinizomerjei is vannak, akárcsak a hidrogénnek. Ezen orto és para formák aránya 3:1, és különböző molekuláknak tekinthetők. Bár az orto és para formák kémiailag azonosnak tűnnek, más energiaszinten vannak, ezért különböző spektroszkópiai átmeneteik vannak.
A ciklopropenilidén csillagközi térben való megfigyelésekor csak kevés átmenet látható. Általában csak kevés vonal használható a csillagászati észlelésekhez, ugyanis sok vonal a Föld légköre miatt nem észlelhető. Az észlelhető vonalai kizárólag a rádiótartományban vannak. A ciklopropenilidén átmeneteinek leggyakoribb észlelt vonalai az 110–101 átmenetéi 18 343 MHz-nél és a 212–101 átmenetéi 85 338 MHz-nél.[4][7][8]
Kémiája
[szerkesztés]A következő reakcióval jön létre:[9]
- C3H+3 + e− → C3H2 + H
1984-ben előállították a ciklopropenilidént egy kvadriciklánszármazék pirolízisével.[10]
Karbén mivolta miatt nagyon reaktív. A csillagközi térben gyakran protonokkal, protonált anyagokkal reagál, a reakció:[9]
- C3H2 + H+ → C3H+3.
- C3H2 + HX+ → C3H+3 + X.
Ez a ciklopropeniliumiont állítja elő, ami épp a ciklopropenilidén prekurzora, tehát a ciklopropenilidén a kémiai reakciókat tekintve lényegében zsákutca. Azonban a PDR-ekben (fotodisszociációs régiókban) a C+ ionnal történő reakciója jelentősebb, ami nagyobb szerves vegyületek létrejöttét is elősegíti. A sebességi állandók és a koncentrációk eltérése miatt a legfontosabb anyagok, amik a ciklopropenilidénnel reagálnak, a HCO+, az H3O+ és a H+3.[11]
Reagál hidrogénnel is,[12] de a reakciónak alacsony hőmérséklet mellett héliumtartalmú környezetben kell végbemennie:
- C3H2 + H2 → C3H4
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ a b c d e f g h i j k Pintér Balázs (2008). „Földönkívüli molekulák a földön”. [2021. június 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2018. szeptember 29.)
- ↑ D. Fosse, J. Cernicharo, M. Gerin, P. Cox (2001). „Molecular Carbon Chains and Rings in TMC-1”. Astrophys. J. 552, 168. o.
- ↑ P. Thaddeus, M. Guelin, R. A. Linke (1981). „Three New "Nonterrestrial" Molecules””. Astrophys. J 246, L41. o.
- ↑ a b Lucas, R., Liszt, H. (2000). „Comparative chemistry of diffuse clouds I. C2H and C3H2”. Astron. & Astrophys. 358, 1069. o.
- ↑ S. Spezzano, P. Caselli, Jaime Eduardo Pineda, Domenico Prudenzano, L. Bizzocchi, Nagy Zsófia. „Distribution of methanol and cyclopropenylidene around starless cores”. Astronomy and Astrophysics. DOI:10.1051/0004-6361/201936598.
- ↑ C.A. Nixon et al. (2020). „Detection of Cyclopropenylidene on Titan with ALMA”. J. Astron., 160–5. o.
- ↑ P. Thaddeus, J. M. Vrtilek, C. A. Gottlieb (1985). „Laboratory and Astronomical Identification of Cyclopropenylidene, C3H2”. Astrophys. J. 299, L63. o.
- ↑ J. Pety et al. (2005). „Are PAHs precursors of small hydrocarbons in photo-dissociation regions? The Horsehead case”. Astron. & Astrophys. 435, 885. o.
- ↑ a b S. A. Maluendes, A. D. McLean, E. Herbst (1993). „Calculations Concerning Interstellar Isomeric Abundance Ratios for C3H and C3H2”. Astrophys. J. 417, 181. o.
- ↑ Hans P. Reisenauer, Günther Maier, Achim Riemann, Reinhard W. Hoffmann (1984). „Cyclopropenylidene”. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 23, 641. o.
- ↑ T. J. Millar, P. R. A. Farquhar, K. Willacy (1997). „The UMIST Database for Astrochemistry 1995”. Astron. and Astrophys. Sup. 121, 139. o.
- ↑ Malek Ben Kalifa, Laurent Wiesenfeld, K. Hammami (2019. április). „Interaction of the simple carbene c−C3H2 with H2: Potential energy surface and low-energy scattering.”. Physical Chemistry Chemical Physics. DOI:10.1039/C9CP01601E.
Fordítás
[szerkesztés]Ez a szócikk részben vagy egészben a Cyclopropenylidene című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.