Окись триуглерода
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК 3-Оксопропа-1,2-диен-1-илиден | |
| Другие имена 3-оксопропадиенилиден | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
ПабХим CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| C3C3O | |
| Молярная масса | 52.032 g·mol −1 |
| Появление | Газ |
| Родственные соединения | |
Родственные оксиды | окись углерода окись углерода монооксид тетрауглерода |
Родственные соединения | триуглеродный моносульфид субнитрид углерода HCCCO [2] |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Оксид триуглерода C 3 O представляет собой реактивную радикальную молекулу оксоуглерода , обнаруженную в космосе и которую можно создать в качестве переходного вещества в лаборатории. Его можно заключить в матрицу инертного газа или превратить в короткоживущий газ. C 3 O можно классифицировать как кетен или оксокумулен (разновидность гетерокумулена) . [3]
Естественное явление
[ редактировать ]C 3 O был обнаружен по его микроволновому спектру в темном холодном молекулярном облаке Тельца . [4] а также в протозвезде Илиасе 18 . [5]
Предполагается, что путь к этому будет следующим: [6]
- ХК +
3 + СО 2 → НС 3 О + + СО - HC3HC3O + → С 3 О + Н +
или [5]
- C 2 + CO → C 3 O, что более благоприятно при более низких температурах.
Родственный C 3 S более распространен в темных молекулярных облаках , хотя кислорода в 20 раз больше, чем серы. Разница обусловлена более высокой скоростью образования и C 3 S. меньшей полярностью [5]
Производство
[ редактировать ]C 3 O можно получить нагреванием кислоты Мелдрама . При этом также образуется ацетон, окись углерода и диоксид углерода. [7]
Р. Л. ДеКок и В. Уолтнер первыми идентифицировали C 3 O путем реакции атомарного углерода с окисью углерода в матрице аргона . Они наблюдали инфракрасную линию поглощения на длине волны 2241 см. −1 . [7] Они произвели атомы углерода, нагревая графит внутри тонкой танталовой трубки. [8]
ME Jacox фотолизовал C 3 O 2 в аргоновой матрице с получением C 3 O с ИК-линией поглощения при 2244 см-1. −1 , однако он не узнал, что было произведено. [8]
При нагревании диазоциклопентантриона или аналогичного ангидрида кислоты (2,4-азо-3-оксодипентановый ангидрид) C 3 получают O. Также при действии света на диоксид тетрауглерода образуются C 3 O и CO. [9]
При нагревании фумарилхлорида также образуется C 3 O. [3] свинца При нагревании 2,4-динитрорезорцината также образуется C 3 O наряду с C 2 O, CO и субоксидом углерода . [10] Электрический разряд в оксиде углерода дает около 11 ppm C 3 O. [11]
Роджер Браун нагрел 3,5-диметил-1-пропинолпиразол до температуры более 700°C, чтобы получить C 3 O. [12] Также пиролиз 5,5'-бис(2,2-диметил-4,6-диоксо-1,3-диоксанилидена или диизопропилиденэтилентетракарбоксилата дает C 3 O. [12]
Облучение льда угарным газом электронами приводит к образованию смеси оксидов углерода, в том числе C 3 O. Этот процесс может происходить на ледяных телах в космосе. [13]
Реакции
[ редактировать ]C 3 O может быть стабилизирован в качестве лиганда в пентакарбонилах элементов 6-й группы, например в Cr(CO) 5 CCCO. Он образуется из [ n -Bu 4 N][CrI(CO) 5 ] и ацетилидного производного серебра пропиолата натрия (AgC≡CCOONa), а затем тиофосгена . AgC≡CCOONa, в свою очередь, состоит из ионов серебра и пропиолата натрия. [14] Твердый сине-черный комплекс называется пентакарбони-1(3-оксопропадиенилиден)хромом(0). Он довольно летуч и разлагается при 32 °C. Его инфракрасный спектр показывает полосу 2028 см. −1 из-за CCCO. Комплекс может растворяться в гексане, однако медленно разлагается, теряя диуглерод (С 2 ), который затем образует ацетилены и кумулены в растворителе . Диметилсульфоксид окисляет лиганд CCCO до субоксида углерода ./ [15]
C 3 O образует на стекле красновато-черную пленку. [12]
реакция C 3 O и мочевины Предполагается, что приведет к образованию урацила . [16] Путь этого заключается в том, что сначала две молекулы реагируют с образованием изоциануровой кислоты и пропиоламида , затем NH реагирует, образуя тройную связь, при этом группа NH 2 движется назад. Затем происходит окончательная циклизация с образованием урацила. [17]
Характеристики
[ редактировать ]Молекулы C 3 O живут недолго. При низком давлении в 1 паскаль они выживают около одной секунды. [18] Силовые константы связей составляют: C1-O 14,94, C1-C2 1,39, C2-C3 6,02 мдин/Å. [8] Длины связей CO 1,149, C1-C2 1,300, C2-C3 1,273 Å. Молекула линейна. [6]
| связь | атом 1 | атом 2 | длина Ой [6] | силовая постоянная мдин/Å [8] | Есть банда см −1 |
|---|---|---|---|---|---|
| CC CO | С1 | ТО | 1.149 | 14.94 | |
| C C-C O | С2 | С1 | 1.300 | 1.39 | |
| CC CCO | С3 | С2 | 1.273 | 6.02 |
Сродство к протону 885 кДжмоль. −1 . [6] Дипольный момент равен 2,391 Д. [14] Кислородный конец имеет положительный заряд, а углеродный — отрицательный. [6] Молекула ведет себя так, как будто на каждом конце имеется тройная связь, а в середине — одинарная. Он изоэлектронен цианогену . [19]
Молекулярными константами, используемыми при определении микроволнового спектра, являются постоянная вращения B 0 =4810,8862 МГц, константа центробежного искажения D 0 =0,00077 МГц. Известные микроволновые спектральные линии варьируются от 9621,76 для J=1 ←0 до 182792,35 МГц для J=19 ←18. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Браун, Рональд Д.; Райс, Э.Х. (октябрь 1984 г.). «Окись углерода - теоретическое исследование». Журнал Американского химического общества . 106 (22): 6475–6478. дои : 10.1021/ja00334a002 .
- ^ Кукси, Алабама; Уотсон, JKG; Готлиб, Калифорния; Таддеус, П. (февраль 1992 г.). «Вращательный спектр радикала углеродной цепи HCCCO» . Астрофизический журнал . 386 : Л27. Бибкод : 1992ApJ...386L..27C . дои : 10.1086/186284 .
- ^ Перейти обратно: а б Руппель, Раймунд (1999). «Новые гетерокумулены и карбены» (PDF) (на немецком языке). Гиссен: Университет Юстуса Либиха: 13 . Проверено 10 ноября 2016 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Мэтьюз, HE; Ирвин, штат Вирджиния; Фриберг, П; Браун, РД; Годфри, PD (12 июля 1984 г.). «Новая межзвездная молекула: окись триуглерода». Природа . 310 (5973): 125–126. Бибкод : 1984Natur.310..125M . дои : 10.1038/310125a0 . ПМИД 11541993 . S2CID 4335136 .
- ^ Перейти обратно: а б с Аббас, Хайдер (6 февраля 2014 г.). «Нейтрально-нейтральные реакции образования C3O и C3S». Астрофизика и космическая наука . 351 (1): 53–57. Бибкод : 2014Ap&SS.351...53A . дои : 10.1007/s10509-014-1809-y . S2CID 124813337 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Бочвина, Питер (1989). «Теоретическое исследование астрофизически важных молекул C3O и HC3O+». Журнал химической физики . 90 (8): 4301–4313. Бибкод : 1989JChPh..90.4301B . дои : 10.1063/1.455787 .
- ^ Перейти обратно: а б Браун, Рональд Д.; Иствуд, Фрэнк В.; Элмс, Патрисия С.; Годфри, Питер Д. (октябрь 1983 г.). «Триуглеродный оксид». Журнал Американского химического общества . 105 (21): 6496–6497. дои : 10.1021/ja00359a026 . Изображение исследовательской группы по угарному газу
- ^ Перейти обратно: а б с д ДеКок, РЛ; Вельтнер, В. (декабрь 1971 г.). «Молекулы C2O, CN2 и C3O». Журнал Американского химического общества . 93 (25): 7106–7107. дои : 10.1021/ja00754a081 .
- ^ Майер, Гюнтер; Райзенауэр, Ганс Петер; Балли, Хайнц; Брандт, Вилли; Яношек, Рудольф (август 1990 г.). «C4O2 (1,2,3-бутатриен-1,4-дион), первый диоксид углерода с четным числом атомов C». Международное издание «Прикладная химия» на английском языке . 29 (8): 905–908. дои : 10.1002/anie.199009051 .
- ^ Тан ТБ (1 февраля 1985 г.). «Окись триуглерода и монооксид диуглерода: Приложение к «разложению 2,4-динитрорезорцината свинца (ii)» ». Термохимика Акта . 83 (2): 397–398. дои : 10.1016/0040-6031(85)87024-6 .
- ^ Перейти обратно: а б Тан, Тонг Б.; Инокучи, Хироо; Сайто, Сюдзи; Ямада, Чикаши; Хирота, Эйзи (апрель 1985 г.). «CCCO: Генерация тлеющим разрядом постоянного тока в субоксиде углерода и микроволновый спектр». Письма по химической физике . 116 (1): 83–85. Бибкод : 1985CPL...116...83T . дои : 10.1016/0009-2614(85)80130-5 .
- ^ Перейти обратно: а б с Браун, Роджер ФК; Годфри, Питер Д.; Ли, Сви Чу (1985). «Мгновенный вакуумный пиролиз 1-пропиноилпиразолов: новый предшественник монооксида триуглерода». Буквы тетраэдра . 26 (51): 6373–6376. дои : 10.1016/S0040-4039(01)84602-5 .
- ^ Джеймисон, Кори С.; Мебель, Александр М.; Кайзер, Ральф И. (март 2006 г.). «Понимание кинетики и динамики путей радиационно-индуцированной реакции в льду монооксида углерода при 10 К». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 163 (1): 184–206. Бибкод : 2006ApJS..163..184J . CiteSeerX 10.1.1.515.8473 . дои : 10.1086/499245 .
- ^ Перейти обратно: а б Басейредо, Антуан (2010). Комплексы переходных металлов с нейтральными эта1-углеродными лигандами . Springer Science & Business Media. стр. 247–248. ISBN 978-3642047213 .
- ^ Берке, Хайнц; Хартер, Питер (март 1980 г.). «Комплексная стабилизация 3-оксопропадиенилидена (C3O) пентакарбонилхромом (0)». Международное издание «Прикладная химия» на английском языке . 19 (3): 225–226. дои : 10.1002/anie.198002251 .
- ^ Ван, Тяньфан; Боуи, Джон Х. (ноябрь 2011 г.). «Исследование реакций циклизации линейных кумуленов и гетерокумуленов с использованием процедуры нейтрализации-реионизации и/или расчетов ab initio». Обзоры масс-спектрометрии . 30 (6): 1225–1241. Бибкод : 2011MSRv...30.1225W . дои : 10.1002/mas.20328 . ПМИД 21400561 .
- ^ Ван, Тяньфан; Боуи, Джон Х. (2012). «Могут ли цитозин, тимин и урацил образовываться в межзвездных регионах? Теоретическое исследование». Орг. Биомол. Хим . 10 (3): 652–662. дои : 10.1039/C1OB06352A . ПМИД 22120518 .
- ^ Информация, Reed Business (9 мая 1985 г.). «Теория предсказывает появление нового оксида углерода» . Новый учёный (1455): 21 . Проверено 10 ноября 2016 г.
{{cite journal}}:|first1=имеет общее имя ( справка ) - ^ Браун, Рональд Д.; Пуллин, Дэвид Э.; Райс, Эдвард Х.Н.; Родлер, Мартин (декабрь 1985 г.). «Инфракрасный спектр и силовое поле монооксида углерода». Журнал Американского химического общества . 107 (26): 7877–7880. дои : 10.1021/ja00312a013 .