Jump to content

Сусид углерода

Сусид углерода
Палочная модель из перекиси углерода
Модель заполнения пространства субоксидом углерода
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
Пропа-1,2-диен-1,3-дион
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
ЧЭБИ
ХимическийПаук
МеШ Углерод+субоксид
НЕКОТОРЫЙ
Характеристики
C3OC3O2
Молярная масса 68.031  g·mol −1
Появление бесцветный газ
Запах сильный, резкий запах
Плотность 3,0 кг/м 3 , газ [1]

1,114 г/см 3 , жидкость [2]

Температура плавления -111,3 ° C (-168,3 ° F; 161,8 К)
Точка кипения 6,8 ° C (44,2 ° F; 279,9 К)
реагирует
Растворимость растворим в 1,4-диоксане , эфире , ксилоле , CS 2 , тетрагидрофуране
1,4538 (6 °С)
0 Д
Структура
ромбический
квазилинейный (фазозависимый)
Термохимия
66,99 Дж/моль К
276,1 Дж/моль К
−93,6 кДж/моль
Родственные соединения
Родственные оксиды
углекислый газ
окись углерода
окись углерода
Родственные соединения
сероуглерод
субнитрид углерода
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).

Суоксид углерода , или диоксид углерода , представляет собой кислородсодержащее химическое органическое соединение формулы C 3 O 2 и строение О=С=С=С=О . Его четыре совокупные двойные связи делают его кумуленом . Это один из стабильных представителей ряда линейных оксоуглеродов. O=C n =O , в состав которого также входит углекислый газ ( CO 2 ) и пентакарбон диоксид ( С 5 О 2 ). Хотя при тщательной очистке он может существовать при комнатной температуре в темноте, не разлагаясь, он полимеризуется при определенных условиях .

Вещество было открыто в 1873 году Бенджамином Броди путем воздействия на угарный газ электрическим током. Он утверждал, что продукт входит в серию «оксиуглеродов» с формулами C x +1 O x , а именно С 2 О , С 3 О 2 , С 4 О 3 , C 5 O 4 , … и идентифицировать два последних; [3] [4] однако, только C 3 O 2 известен. В 1891 году Марселлен Бертело заметил, что при нагревании чистого монооксида углерода при температуре около 550 ° C образуется небольшое количество углекислого газа, но не остается следов углерода, и предположил, что вместо этого образуется богатый углеродом оксид, который он назвал «субоксидом». Он предположил, что это тот же продукт, полученный электрическим разрядом, и предложил формулу С 2 О. [5] Позже Отто Дильс заявил, что более органические названия дикарбонилметан и диоксаллен также верны.

Его обычно описывают как маслянистую жидкость или газ при комнатной температуре с чрезвычайно неприятным запахом. [6]

Его синтезируют нагреванием сухой смеси пятиокиси фосфора ( P 4 O 10 ) и малоновая кислота или ее эфиры . [7] Следовательно, его также можно рассматривать как ангидрид малонового ангидрида , т.е. «второй ангидрид» малоновой кислоты. [8]

Несколько других способов синтеза и реакций перекиси углерода можно найти в обзоре Рейерсона 1930 года. [6]

Полимеризация

[ редактировать ]

Суоксид углерода самопроизвольно полимеризуется с образованием красного, желтого или черного твердого вещества. Предполагается, что структура является поли(α-пироновой), аналогичной структуре 2-пирона (α-пирона). [9] [10] Число мономеров в полимерах варьируется (см. Оксоуглерод#Полимерные оксиды углерода ).В 1969 году была выдвинута гипотеза, что цвет поверхности Марса обусловлен этим соединением; это было опровергнуто марсианскими зондами «Викинг» (красный цвет обусловлен оксидом железа ). [11]

Использование

[ редактировать ]

Перекись углерода используется при получении малонатов ; и в качестве вспомогательного средства для улучшения красителей меха.

В химическом синтезе субоксид углерода представляет собой 1,3-диполь , реагируя с алкенами с образованием 1,3-циклопентадионов. Поскольку он настолько нестабилен, это реагент последней инстанции. [12]

Биологическая роль

[ редактировать ]
Это 6- или 8-кольцевые макроциклические полимеры субоксида углерода, обнаруженные в живых организмах. Они действуют как эндогенные дигоксиноподобные ингибиторы Na+/K+-АТФ-азы и Са-зависимые ингибиторы АТФ-азы, эндогенные натриуретики, антиоксиданты и антигипертензивные средства.

Суоксид углерода, C 3 O 2 , может быть произведен в небольших количествах в любом биохимическом процессе, который обычно производит оксид углерода , CO, например, во время окисления гема гемоксигеназой-1. Он также может быть образован из малоновой кислоты. Показано, что субоксид углерода в организме способен быстро полимеризоваться в макроциклические полиуглеродные структуры общей формулы ( C 3 O 2 ) n (в основном (C 3 O 2 ) 6 и (C 3 O 2 ) 8 ), и что эти макроциклические соединения являются мощными ингибиторами Na. + + -АТФ-аза и Са-зависимая АТФ-аза обладают дигоксиноподобными физиологическими свойствами, а также натрийуретическим и антигипертензивным действием. Считается, что эти макроциклические полимерные соединения субоксида углерода являются эндогенными дигоксиноподобными регуляторами Na. + + -АТФ-азы и Са-зависимые АТФ-азы, а также эндогенные натриуретики и антигипертензивные средства. [13] [14] [15] Помимо этого, некоторые авторы также полагают, что эти макроциклические соединения субоксида углерода могут уменьшать образование свободных радикалов и окислительный стресс, а также играть роль в эндогенных противораковых защитных механизмах, например, в сетчатке . [16]

Структура и связь

[ редактировать ]

Структура перекиси углерода является предметом экспериментов и расчетов с 1970-х годов. Центральным вопросом является вопрос о том, является ли молекула линейной или изогнутой (т.е. ). Исследования в целом сходятся во мнении, что молекула очень нежёсткая, с очень неглубоким барьером для изгиба. Согласно одному исследованию, геометрия молекул описывается двухямным потенциалом с минимумом при θ C 2 ~ 160°, инверсионным барьером 20 см. −1 (0,057 ккал/моль), а полное изменение энергии 80 см-1. −1 (0,23 ккал/моль) для 140° ≤ θ C 2 ≤ 180°. [17] Небольшой энергетический барьер изгибу примерно того же порядка, что и энергия нулевой точки вибрации . Поэтому молекулу лучше всего описать как квазилинейную. В то время как инфракрасный [18] и дифракция электронов [19] исследования показали, что C 3 O 2 имеет изогнутую структуру в газовой фазе, с помощью рентгеновской кристаллографии было обнаружено, что соединение обладает по крайней мере средней линейной геометрией в твердой фазе, хотя большие термические эллипсоиды атомов кислорода и C 2 были интерпретированы чтобы соответствовать быстрому изгибу (минимум θ C 2 ~ 170°), даже в твердом состоянии. [10]

Гетерокумуленовая резонансная форма субоксида углерода, основанная на минимизации формальных зарядов, с трудом объясняет нежесткость молекулы и отклонение от линейности. Чтобы объяснить квазилинейную структуру субоксида углерода, Френкинг предложил рассматривать субоксид углерода как «координационный комплекс» углерода (0), несущий два карбонильных лиганда и две неподеленные пары: . [20] Однако вклад дательной связи в C 3 O 2 и подобные виды подвергались критике со стороны других как химически необоснованные. [21]

  1. ^ «Углекислый газ» . Периодическая таблица WebElements . Проверено 19 февраля 2019 г.
  2. ^ West RC, Astle MJ, ред. (1983). Справочник CRC по химии и физике (64-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. п. Б-82. ISBN  9780849304637 .
  3. ^ Броди, Британская Колумбия (1873 г.). «Заметка о синтезе болотного газа и муравьиной кислоты и об электрическом разложении окиси углерода» . Учеб. Р. Сок. Лонд. 21 (139–147): 245–247. дои : 10.1098/rspl.1872.0052 . JSTOR   113037 . Когда чистый и сухой оксид углерода [= окись углерода] циркулирует через индукционную трубку и подвергается там воздействию электричества, происходит разложение газа [...] образуется угольная кислота [= диоксид углерода], и одновременно с его образованием в индукционной трубке может наблюдаться твердый осадок. Этот осадок выглядит как прозрачная пленка красно-коричневого цвета, выстилающая стенки пробирки. Он прекрасно растворяется в воде, которая сильно окрашивается им. Раствор имеет сильно кислую реакцию. Твердый осадок в сухом состоянии до контакта с водой представляет собой оксид углерода.
  4. ^ Броди, Британская Колумбия (1873 г.). «О синтезе болотного газа и муравьиной кислоты и электрическом разложении оксида углерода» . Анна Либиха. 169 (1–2): 270–271. дои : 10.1002/jlac.18731690119 .
  5. ^ Бертло М. (1891). «Действие тепла на угарный газ» . Анналы химии и физики . 6 (24): 126–132. Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 года . Проверено 21 февраля 2007 г.
  6. ^ Перейти обратно: а б Рейерсон Л.Х., Кобе К. (1930). «Углекислый газ». хим. Откр. 7 (4): 479–492. дои : 10.1021/cr60028a002 .
  7. ^ Дильс О , Вольф Б (1906). «О угарном газе. Я» . Хим. Бер. 39 :689-697. дои : 10.1002/cber.190603901103 .
  8. ^ Перкс Х.М., Либман Дж.Ф. (2000). «Парадигмы и парадоксы: аспекты энергетики карбоновых кислот и их ангидридов». Структурная химия . 11 (4): 265–269. дои : 10.1023/А:1009270411806 . S2CID   92816468 .
  9. ^ Баллауф М. , Ли Л., Розенфельдт С. и др. (2004). «Анализ поли(субооксида углерода) методом малоуглового рентгеновского рассеяния». Angewandte Chemie, международное издание . 43 (43): 5843–5846. дои : 10.1002/anie.200460263 . ПМИД   15523711 .
  10. ^ Перейти обратно: а б Эллерн А., Дрюс Т., Сеппельт К. (2001). «Структура субоксида углерода C 3 O 2 в твердом состоянии». З. Анорг. Аллг. хим. 627 (1): 73–76. doi : 10.1002/1521-3749(200101)627:1<73::AID-ZAAC73>3.0.CO;2-A .
  11. ^ Пламмер В.Т., Карсонт Р.К. (1969). «Марс: поверхность окрашена углекислым газом?». Наука . 166 (3909): 1141–1142. Бибкод : 1969Sci...166.1141P . дои : 10.1126/science.166.3909.1141 . ПМИД   17775571 . S2CID   31568906 .
  12. ^ «Углекислый газ». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . дои : 10.1002/047084289X.rc015 .
  13. ^ Керек Ф (2000). «Структура дигиталисоподобных и натрийуретических факторов, идентифицированных как макроциклические производные неорганического субоксида углерода» . Исследования гипертонии . 23 (Приложение S33): S33–38. doi : 10.1291/hypres.23.Supplement_S33 . ПМИД   11016817 .
  14. ^ Стимак Р., Керек Ф., Апелл Х.Дж. (2003). «Макроциклические олигомеры субоксида углерода как мощные ингибиторы Na,K-АТФазы» . Энн. Н-Й акад. наук. 986 (1): 327–329. Бибкод : 2003NYASA.986..327S . дои : 10.1111/j.1749-6632.2003.tb07204.x . ПМИД   12763840 .
  15. ^ Керек Ф., Стимак Р., Апелл Х.Дж. и др. (2002). «Характеристика макроциклических факторов субоксида углерода как мощных ингибиторов Na,K-АТФазы и SR Ca-АТФазы» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Биомембраны . 1567 (1–2): 213–220. дои : 10.1016/S0005-2736(02)00609-0 . ПМИД   12488055 .
  16. ^ Тубаро Э (1966). «Перекись углерода, вероятный предшественник противоопухолевого клеточного вещества: сетчатки». Боллеттино Химико Фармасьютико (на итальянском языке). 105 (6): 415–416. ПМИД   6005012 .
  17. ^ Браун Р.Д. (1993). «Структурная информация о движениях большой амплитуды». В деле Лаане Дж., Даккури М., Veken Bv и др. (ред.). Структуры и конформации нежестких молекул . Серия НАТО ASI. Том. 410. Спрингер Нидерланды. стр. 99–112. дои : 10.1007/978-94-011-2074-6_5 . ISBN  9789401049207 .
  18. ^ Дженсен П., Джонс Дж.В. (1986). «Инфракрасный спектр субоксида углерода в фундаментальной области ν6: экспериментальное наблюдение и анализ полужесткого изгиба». Дж. Мол. Спектроск. 118 (1): 248–266. Бибкод : 1986JMoSp.118..248J . дои : 10.1016/0022-2852(86)90239-0 .
  19. ^ Кларк А. (1970). «Потенциальная функция изгиба CCC в субоксиде углерода». хим. Физ. Летт. 6 (5): 452–456. Бибкод : 1970CPL.....6..452C . дои : 10.1016/0009-2614(70)85190-9 .
  20. ^ Френкинг Г., Тоннер Р. (2009). «Соединения двухвалентного углерода (0)» . Чистое приложение. хим. 81 (4): 597–614. doi : 10.1351/pac-con-08-11-03 . ISSN   1365-3075 . S2CID   98257123 .
  21. ^ Химмель Д., Кроссинг И., Шнепф А. (2014). «Дативные связи в соединениях главной группы: аргумент в пользу меньшего количества стрел!». Angewandte Chemie, международное издание . 53 (2): 370–374. дои : 10.1002/anie.201300461 . ISSN   1521-3773 . ПМИД   24243854 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 98b86330fca87419389f47cfbab3e2a7__1707332160
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/98/a7/98b86330fca87419389f47cfbab3e2a7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Carbon suboxide - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)