Heterocumuleno
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Un heterocumuleno es una molécula o ión que contiene una cadena de al menos tres dobles enlaces entre átomos consecutivos, en la que uno o más átomos de la cadena doblemente enlazada es un heteroátomo . Dichas especies son análogas a un cumuleno en el que la cadena de átomos doblemente unidos contiene solo carbono, excepto que al menos un carbono está reemplazado por un heteroátomo. [1] Algunos autores relajan la definición para incluir especies con cadenas de solo dos dobles enlaces entre átomos consecutivos, [2] también conocidos como heteroalenos .

Debido a la regla del doble enlace , los heterocumulenos rara vez se aíslan. En cambio, tienden a polimerizar. Sin embargo, muchos son comunes en el medio interestelar, donde existen como gas diluido. La mayoría de los más largos son muy inestables y reactivos y, por lo tanto, tienen una existencia transitoria o solo pueden sobrevivir cuando están diluidos o en una matriz inerte. Las nubes moleculares en el espacio están muy diluidas y permiten que los heterocumulenos existan el tiempo suficiente para ser detectados. Algunos heterocumulenos simples son sustancias químicas o iones comunes. Estos incluyen dióxido de carbono , disulfuro de carbono , diseleniuro de carbono , cianato , tiocianato. Algunas definiciones de heterocumulenos incluyen compuestos que contienen dobles enlaces concatenados con más de un elemento, pero pueden tener otras partes. Esta clase incluye ceteno , diimida de azufre , sulfina y diciclohexilcarbodiimida . Algunos heterocumulenos pueden actuar como ligandos con varios metales.

Reacciones

Algunos herterocumulenos energizados pueden ciclar doblando en un círculo y uniendo los dos extremos de la cadena. Las moléculas que pueden hacer esto son CCCB, CCCAl, CCCSi, CCCN o CCCP. [3]

Otros heterocumulenos de cuatro átomos incluyen CCBO, monóxido de tricarbono (CCCO) y CCCS. Los heterocumulenos de cuatro átomos cuando se ciclan pueden tener dos formas. En la forma de cometa (o rómbica), un triángulo de carbono tiene dos de sus átomos unidos al heteroátomo. En la forma de abanico, el heteroátomo se une a tres átomos de carbono dispuestos en forma de abanico. CCCSi tiene isómeros lineales, rómbicos o en abanico. La forma rómbica se conoce en el espacio cerca de la estrella de carbono IRC + 10216 .

CCCCO cicla a un anillo de tres miembros. [3] CCCCN se somete a una conversión de isonitrilo . [3]

Moléculas

Otros heterocumulenos de cinco átomos conocidos incluyen CCBCC, CCCCB, CCOCC, CCCCSi, CNCCO, HCCCO, HCCCS y NCCCN. CCCCSi se conoce como una molécula lineal en el espacio.

CCCCBO se convierte en un anillo de seis miembros. Otros heterocumulenos de seis átomos incluyen OCCCCN y HCNCNH.

Los heterocumulenos de siete átomos incluyen NCCCCCN, HCCBCCH.

Un heterocumuleno de nueve átomos conocido es HCCCCCCCH.

Los tiocumulenos tienen un átomo de azufre. Incluyen CCS de monosulfuro de dicarbono y CCCS de monosulfuro de tricarbono, ambos conocidos de nubes moleculares . [4] Las cadenas SC n S se pueden hacer mediante ablación con láser con n hasta 27. [5]

Tabla de moléculas

Esta tabla enumera las moléculas de heterocumuleno. Se supone que los heterocumulenos son rectos, pero algunas combinaciones de elementos dan como resultado moléculas dobladas o cíclicas.

un tipo de heteroátomo
heteroátomo1 carbono2 carbonos3 de carbono4 de carbono5 de carbono6 de carbono7 carbono8 carbono9 carbono
BCCBCCBCC, CCCCB
norteCCN NCCNCCCN [6] NCCCNCCCCN NCCCCNNCCCCCN C 5 N [6]
OOCOCCO [7]CCCO OCCCOC 4 O [7] C 4 O 2OC 5 OC 6 O [7]C 8 O [7]
SiCCSi dobladoAnillo CCCSiCCCCSi [6]C 6 Si [6]
PAGPCCh
SSCSCCSCCCS SCCCSC 4 S [8] SCCCCS [8]C 5 S [8] SC 5 S [8] [9]C 6 S [10]SC 7 S [10]SC 9 S [10]
ClCCClCCCCl está doblado
SeCSe 2SeCCCSe [11]

Dos heteroátomos diferentes

átomo 1HBnorteOFAlabamaSiPAGSClComoSeBr
B
norteHCN HCCCN HC n N n = 5,7,9,11 HCNCC [6] HCCNC [6]-OCN -NCO-SNC -NCS
O
F
Alabama
Si
PAG
SHC 2-8 S (HCS doblado) [12]NCS (NCCS doblado) NC 3-7 S [12]OCS
Cl
Como
Se-SeCN
Br

Referencias

  1. ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida online: (2006–) " heterocumulenes ". doi : 10.1351 / goldbook.H02797
  2. ^ Kumar, Akshai; Samuelson, Ashoka G. (enero de 2011). "Metátesis de dióxido de carbono e isocianato de fenilo catalizada por alcóxidos metálicos del grupo (IV): un estudio experimental y computacional" (PDF) . Revista de Ciencias Químicas . 123 (1): 29–36. doi : 10.1007 / s12039-011-0069-4 .
  3. ^ a b c Wang, Tianfang; Bowie, John H. (noviembre de 2011). "Estudios de reacciones de ciclación de cumulenos y heterocumulenos lineales mediante el procedimiento de neutralización-reionización y / o cálculos ab initio". Revisiones de espectrometría de masas . 30 (6): 1225-1241. Código Bib : 2011MSRv ... 30.1225W . doi : 10.1002 / mas.20328 . PMID 21400561 . 
  4. ^ Yamamoto, Satoshi; Saito, Shuji; Kawaguchi, Kentarou; Kaifu, Norio; Suzuki, Hiroko (junio de 1987). "Detección en laboratorio de una nueva molécula de cadena de carbono C3S y su identificación astronómica". El diario astrofísico . 317 : L119. Código Bibliográfico : 1987ApJ ... 317L.119Y . doi : 10.1086 / 184924 .
  5. ^ Burnin, Andrei; BelBruno, Joseph J. (noviembre de 2003). "Producción de cadena lineal SCnS por ablación directa con láser". El Journal of Physical Chemistry A . 107 (45): 9547–9553. Código Bibliográfico : 2003JPCA..107.9547B . doi : 10.1021 / jp0304071 .
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  10. ^ a b c Wang, Haiyan; Szczepanski, Jan; Cooke, Andrew; Brucat, Philip; Vala, Martín (2005). "Espectros de absorción vibratoria de CnS (n = 2, 6) y CnS2 (n = 7, 9, 11, 13, 15) racimos lineales carbono-azufre". Revista Internacional de Química Cuántica . 102 (5): 806–819. Código bibliográfico : 2005IJQC..102..806W . doi : 10.1002 / qua.20383 .
  11. ^ Pu, Liang; Zhao, Xiao; Zhang, Zhong; King, R. Bruce (mayo de 2017). "Subcalcogenuros de carbono más pesados ​​como fuentes de C3 para cumulenos con cápsulas de tungsteno: un estudio teórico". Química inorgánica . 56 (10): 5567–5576. doi : 10.1021 / acs.inorgchem.6b02958 . PMID 28459557 . 
  12. ^ a b McCarthy, MC; Cooksy, AL; Mohamed, S .; Gordon, VD; Thaddeus, P. (febrero de 2003). "Espectros de rotación de las cadenas de carbono de nitrógeno-azufre NCnS, n = 1-7" (PDF) . La serie de suplementos de revistas astrofísicas . 144 (2): 287-297. Código Bibliográfico : 2003ApJS..144..287M . doi : 10.1086 / 344727 . hdl : 2152/26169 .
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