Carbè
Un carbè es una molècula neutra molt inestable que conté un carboni divalent amb sis electrons en la seva capa de valència [1] per tant, es altament reactiu i es generat únicament com a intermedi d'una reacció. Els carbens son deficients en electrons es comporten com a electròfils i reaccionen fàcilment amb nucleòfils, per exemple enllaços C=C. El carbens mes coneguts son el Metilè :CH2 i el diclorcarbè :CCl2.
Propietats
Els carbens son compostos inestables i molt reactius, no poden ser aïllats ni emmagatzemats, precisament per això que no es va poder comprovar la seva existència fins al 1959 amb l'ajuda de l'espectroscòpia.
Estructura i enllaç
Existeixen dos tipus de carbens:
- Carbè singlet
- Carbè triplet
El carbè singlet té una hibridació sp2 i es planar ja que els dos electrons es troben aparellats sobre un mateix orbital p mentre que el carbè triplet es lineal amb hibridació sp amb els dos electrons desaparellats.[2]
Reactivitat
La reactivitat dels carbens depèn del tipus de carbè que estiguem parlant: singlet o triplet. En cas del carbè singlet la reacció es estereoespecífica en syn en la addició d'un alquè. És a dir un alquè en cis al reaccionar amb un carbè singlet obtenim un cis-cilcopropà mentre que si l'alquè es troba en trans el que obtenim es el trans-ciclopropà substituït.
En un carbè triplet la reacció no es estereospecífica. Es pot interpretar el carbè com a un di-radical i que com a productes ens donarà una mescla dels dos isòmers cis i trans.[3]
Síntesi
Hi han diferents mètodes de sintesi de carbens, un dels mes senzills per generar un carbè substituït es a partir del cloroform (CHCl3) amb una base forta (p.e.KOH). La pèrdua del protó del cloroform ens genera l'anió que ràpidament expulsa un ió Cl2 per obtenir el carbè, en aquest cas el diclorcarbè. Una altre forma d'obtenció de carbens rellevant es mitjançant la descomposició (amb presència de llum o temperatura) de diazoalcans com el CH2N2 obtenim com a productes el [[N2]] i el carbè :CH2. Altres mètodes de síntesi son la síntesi directa utilitzant litiats (p.e. BuLi) amb compostos tipus R2CX2 on X es un halur com el Cl, Br, o I.
Sintensi d'un carbé per síntesi directa amb BuLi
Existeixen altres mètodes de síntesis de carbens emprant compostos mercuri o rodi.
Lligands carbens en compostos organometàl·lics
En química organometàl·lica els complexos amb formula LnMCR2 son anomenats carbens. Aquests es poden classificar en[1]
Carbens de Fischer
El carbè es troba enllaçat al metall enllaçat a grups electroatraients com el carbonil. Aquests carbens contenen un heteroàtom, el metall es troba en un estat d’oxidació baix i el Carboni del carbè esdevé un centre electròfil. Els grups R del carbè :CR2 son grups π-donadors com el –OMe o -NMe2 entre d'altres. El centre metàl·lic acostuma a ser Mo (0), Fe (0) o com en l'exemple W.
Carbens de Shrock
El carbè esta enllaçat al metall envoltat de grups electrodonadors. Aquest carbens no contenen cap heteroàtom, el metall té un estat d’oxidació elevat i el carboni del carbè es nucleòfil. . Els grups R del carbè :CR2 acostumen son del tipus H, alquils, etc. El centres metàl·lic més comuns son el Ta(V) o el W(VI)
Aplicacions
La química dels carbens es utilitzada en la síntesi del tefló. El tefló es tetrafluoroetilé que s'obté a partir del difluorocarbè.
- CHClF2 → :CF2 + HCl
- 2 :CF2 → F2C=CF2
Referències
- ↑ 1,0 1,1 H.Crabtree, Robert. «Carbenes , Metathesis y polymerization». A: The organometallic chemistry of the transition metals. Primera edició. Wiley-Interscience, 1988, p. 244-264.
- ↑ Structure of Carbene CH2 Philip S. Skell, Robert C. Woodworth; J. Am. Chem. Soc.; 1956; 78(17); 4496-4497. Abstract
- ↑ Organic Chemistry R.T Morrison, R.N Boyd pp 473-478.