Subóxido de carbono

Subóxido de carbono

Nombres
Nombre IUPAC Propa-1,2-dieno-1,3-diona
Identificadores
Número CAS	504-64-3 Y
Modelo 3D ( JSmol )	Imagen interactiva
CHEBI	CHEBI: 30086 Y
ChemSpider	120106 Y
Malla	Carbono + subóxido
PubChem CID	136332
UNII	9M2M4H5WEJ Y
Tablero CompTox ( EPA )	DTXSID70198443
InChI EnChI = 1S / C3O2 / c4-2-1-3-5 Y Clave: GNEVIACKFGQMHB-UHFFFAOYSA-N Y EnChI = 1 / C3O2 / c4-2-1-3-5 Clave: GNEVIACKFGQMHB-UHFFFAOYAU
Sonrisas O = C = C = C = O
Propiedades
Fórmula química	C 3 O 2
Masa molar	68.031  g · mol −1
Apariencia	gas incoloro
Olor	olor fuerte y acre
Densidad	3,0 kg / m 3 , gas [1] 1,114 g / cm 3 , líquido [2]
Punto de fusion	−111,3 ° C (−168,3 ° F; 161,8 K)
Punto de ebullición	6,8 ° C (44,2 ° F; 279,9 K)
solubilidad en agua	reacciona
Solubilidad	soluble en 1,4-dioxano , éter , xileno , CS 2 , tetrahidrofurano
Índice de refracción ( n D )	1,4538 (6 ° C)
Momento bipolar	0 D
Estructura
Estructura cristalina	rómbico
Forma molecular	cuasilineal (dependiente de la fase)
Termoquímica
Capacidad calorífica ( C )	66,99 J / mol K
Entropía molar estándar ( S o 298 )	276,1 J / mol K
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 )	−93,6 kJ / mol
Compuestos relacionados
Óxidos relacionados	dióxido de carbono monóxido de carbono monóxido de carbono
Compuestos relacionados	subsulfuro carbono subnitride carbono
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referencias de Infobox

Compuesto químico

El subóxido de carbono , o dióxido de tricarbono , es un óxido de carbono con fórmula química C
3O
2o O = C = C = C = O. Sus cuatro dobles enlaces acumulativos lo convierten en un cumuleno . Es uno de los miembros estables de la serie de oxocarbonos lineales O = C _n = O, que también incluye dióxido de carbono (CO ₂ ) y dióxido de pentacarbono ( C
5O
2). Aunque si se purifica cuidadosamente puede existir a temperatura ambiente en la oscuridad sin descomponerse, se polimerizará bajo ciertas condiciones.

La sustancia fue descubierta en 1873 por Benjamin Brodie sometiendo monóxido de carbono a una corriente eléctrica. Afirmó que el producto era parte de una serie de "oxicarbonos" con fórmulas C _{x +1} O _x , a saber, C ₂ O, C
3O
2, C ₄ O ₃ , C
5O
4, ..., y haber identificado los dos últimos; ^{[3] [4]} sin embargo, solo C
3O
2es conocida. En 1891, Marcellin Berthelot observó que calentar monóxido de carbono puro a unos 550 ° C creaba pequeñas cantidades de dióxido de carbono pero ningún rastro de carbono, y supuso que en su lugar se creaba un óxido rico en carbono, al que denominó "subóxido". Supuso que era el mismo producto obtenido por descarga eléctrica y propuso la fórmula C
2O . ^[5] Otto Diels declaró más tarde que los nombres más orgánicos dicarbonilmetano y dioxaleno también eran correctos.

Se describe comúnmente como un líquido o gas aceitoso a temperatura ambiente con un olor extremadamente nocivo. ^[6]

Síntesis

Se sintetiza calentando una mezcla seca de pentóxido de fósforo ( P
4O
10) y ácido malónico o sus ésteres . ^[7] Por lo tanto, también se puede considerar como el anhídrido del anhídrido malónico , es decir, el "segundo anhídrido" del ácido malónico. ^[8]

Varias otras formas de síntesis y reacciones del subóxido de carbono se pueden encontrar en una revisión de 1930 de Reyerson. ^[6]

Polimerización

El subóxido de carbono se polimeriza espontáneamente a un sólido rojo, amarillo o negro. Se postula que la estructura es poli (α-pirónica), similar a la estructura de la 2-pirona (α-pirona). ^{[9] [10]} El número de monómeros en los polímeros es variable (ver Oxocarbon # Óxidos de carbono poliméricos ). En 1969, se planteó la hipótesis de que el color de la superficie marciana era causado por este compuesto; esto fue refutado por las sondas Viking Mars (el color rojo se debe al óxido de hierro ). ^[11]

Usos

El subóxido de carbono se utiliza en la preparación de malonatos ; y como auxiliar para mejorar la afinidad colorante de las pieles.

Papel biológico

Se trata de polímeros macrocíclicos de subóxido de carbono de 6 u 8 anillos que se encuentran en organismos vivos. Actúan como inhibidores de la ATP-ase de Na + / K + endógena similar a la digoxina y de la ATP-asa dependiente de Ca, natriuréticos endógenos, antioxidantes y antihipertensivos.

El subóxido de carbono, C ₃ O ₂ , se puede producir en pequeñas cantidades en cualquier proceso bioquímico que normalmente produce monóxido de carbono , CO, por ejemplo, durante la oxidación del hemo por la hemo oxigenasa-1. También se puede formar a partir de ácido malónico. Se ha demostrado que el subóxido de carbono en un organismo puede polimerizar rápidamente en estructuras de policarbonato macrocíclico con la fórmula común ( C
3O
2) _n (mayormente (C
3O
2)
6y (C
3O
2)
8), y que esos compuestos macrocíclicos son potentes inhibidores de Na ⁺ / K ⁺ -ATP-asa y ATP-asa dependiente de Ca, y tienen propiedades fisiológicas similares a la digoxina y acciones natriuréticas y antihipertensivas. Se cree que esos compuestos poliméricos de subóxido de carbono macrocíclicos son reguladores endógenos de tipo digoxina de Na ⁺ / K ⁺ -ATP-asas y ATP-asas dependientes de Ca, y natriuréticos y antihipertensivos endógenos. ^{[12] [13] [14]} Aparte de eso, algunos autores piensan también que esos compuestos macrocíclicos de subóxido de carbono pueden posiblemente disminuir la formación de radicales libres y el estrés oxidativo y desempeñar un papel en los mecanismos de protección endógenos contra el cáncer, por ejemplo en laretina . ^[15]

Estructura y vinculación

La estructura del subóxido de carbono ha sido objeto de experimentos y cálculos desde la década de 1970. La cuestión central es la cuestión de si la molécula es lineal o doblada (es decir, si ). Los estudios generales coinciden en que la molécula es muy no rígida, con una barrera muy poco profunda a la flexión. Según un estudio, la geometría molecular se describe mediante un potencial de doble pozo con un mínimo en θ _{C 2} ~ 160 °, una barrera de inversión de 20 cm ⁻¹ (0,057 kcal / mol) y un cambio de energía total de 80 cm. ⁻¹ (0,23 kcal / mol) para 140 ° ≤ θ _{C 2} ≤ 180 °. ^[16] La pequeña barrera energética a la flexión es aproximadamente del mismo orden de magnitud que la vibratoria.${\displaystyle {\ce {\theta _{C2}=\angle C1C2C3\ {\overset {?}{=}}\ 180\!^{\circ }}}}$energía de punto cero . Por lo tanto, la molécula se describe mejor como cuasilineal. Mientras que los estudios de infrarrojos ^[17] y difracción de electrones ^[18] han indicado que C
3O
2tiene una estructura doblada en la fase gaseosa, se encontró que el compuesto poseía al menos una geometría lineal promedio en la fase sólida por cristalografía de rayos X, aunque se ha interpretado que los grandes elipsoides térmicos de los átomos de oxígeno y C ₂ son consistentes con Doblado rápido (mínimo θ _{C 2} ~ 170 °), incluso en estado sólido. ^[19]

Una forma de resonancia de heterocumuleno de subóxido de carbono basada en la minimización de cargas formales no explica fácilmente la falta de rigidez de la molécula y la desviación de la linealidad. Para tener en cuenta la estructura cuasi-lineal de subóxido de carbono, ha propuesto Frenking que subóxido de carbono ser considerada como una "coordinación compleja" de carbono (0) que lleva dos ligandos carbonilo y dos pares solitarios: . ^[20] Sin embargo, la contribución del enlace dativo en C${\textstyle {\ce {OC:->{\overset {..}{{\underset {..}{C}}}}<-:CO}}}$
3O
2y especies similares han sido criticadas por otros como químicamente irrazonables. ^[21]

Referencias

1. "Subóxido de carbono" . Tabla periódica de WebElements . Consultado el 19 de febrero de 2019 .
2. Weast RC, Astle MJ, eds. (1983). Manual CRC de Química y Física (64ª ed.). Boca Ratón: CRC Press. pag. B-82. ISBN 9780849304637.
3. Brodie BC (1873). "Nota sobre la síntesis de gas de marisma y ácido fórmico, y sobre la descomposición eléctrica del óxido carbónico" . Proc. Royal Soc. Lond. 21 (139-147): 245-247. doi : 10.1098 / rspl.1872.0052 . JSTOR 113037 .  Cuando se hace circular óxido carbónico puro y seco [= monóxido de carbono] a través del tubo de inducción, y allí se somete a la acción de la electricidad, se produce una descomposición del gas [...] Se forma ácido carbónico [= dióxido de carbono] y simultáneamente con su formación, se puede observar un depósito sólido en el tubo de inducción. Este depósito aparece como una película transparente de color marrón rojizo que recubre las paredes del tubo. Es perfectamente soluble en agua, que está fuertemente coloreada. La solución tiene una reacción intensamente ácida. El depósito sólido, en estado seco antes de entrar en contacto con el agua, es un óxido de carbono.
4. Brodie BC (1873). "Ueber eine Synthese von Sumpfgas und Ameisensäure und die electrische Zersetzung des Kohlenoxyds" . Liebigs Ann. 169 (1–2): 270–271. doi : 10.1002 / jlac.18731690119 .
5. Berthelot M (1891). "Action de la chaleur sur l'oxyde de carbone" . Annales de Chimie et de Physique . 6 (24): 126-132. Archivado desde el original el 17 de febrero de 2012 . Consultado el 21 de febrero de 2007 .
6. Reyerson LH, Kobe K (1930). "Subóxido de carbono". Chem. Rev. 7 (4): 479–492. doi : 10.1021 / cr60028a002 .
7. Diels O , Wolf B (1906). "Ueber das Kohlensuboxyd. I" . Chem. Ber. 39 : 689–697. doi : 10.1002 / cber.190603901103 .
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    3O
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Enlaces externos

• Página WebElements sobre las propiedades del compuesto