Dihydroksymetyliden, C(OH)
2 – organiczny związek chemiczny z grupy karbenów. Jest niestabilnym tautomerem kwasu mrówkowego, trwałym w temperaturach kilku kelwinów[1].
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
Ogólne informacje | |||||||||||||||||
Wzór sumaryczny |
CH2O2 | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Inne wzory |
C(OH) | ||||||||||||||||
Masa molowa |
46,03 g/mol | ||||||||||||||||
Identyfikacja | |||||||||||||||||
Numer CAS | |||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
Podobne związki | |||||||||||||||||
Podobne związki |
Otrzymywanie i właściwości
Dihydroksymetyliden otrzymano przez błyskawiczną pirolizę próżniową bezwodnego kwasu szczawiowego[1]:
- 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[1]. W takiej formie dihydroksymetyliden jest stabilny[2] (w przeciwieństwie do monohydroksymetylidenu, H−C−OH, który w takich warunkach izomeryzuje do formaldehydu, HCHO, w wyniku występowania efektu tunelowego[2]) i może być charakteryzowany spektralnie[1]. Alternatywnie można go otrzymać, poddając mieszaninę wodoru i dwutlenku węgla w neonie rozprężaniu naddźwiękowemu w połączeniu z wyładowaniem elektrycznym[2]:
- 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)[3].
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[1]:
- 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[4][5]. Węgliny te, po ogrzaniu powyżej 15 K, rozkładają się do węglanów, tlenku węgla i szczawianów[4][5]. Jon węglinowy w obecności tlenu natychmiast przekształca się w węglan (z węglem na IV stopniu utlenienia)[6][7].
Z widm IR wynika, że jony węglinowe mogą tworzyć się podczas absorpcji tlenku węgla przez tlenek wapnia, tlenek magnezu[7] oraz tlenek ceru(IV)[6]. 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[7].