Метильный радикал - Methyl radical

Метильный радикал
Радикал метило - метил радикал.png
Имена
Название ИЮПАК
Метил
Систематическое название ИЮПАК
λ3-Метил
Другие имена
Карбид водорода (-III)
Метильный радикал
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
1696831
ЧЭБИ
ChemSpider
57
MeSHМетил + радикал
UNII
Свойства
CЧАС3
Молярная масса15.035 г · моль−1
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Метил (также систематически называемый тригидридокарбон) является органическое соединение с химическая формула CH•
3 (также пишется как [CH
3]•). Это метастабильный бесцветный газ, который в основном производится на месте в качестве предшественника других углеводородов в индустрии крекинга нефти. Он может действовать как сильный окислитель или сильный восстановитель, и довольно агрессивен к металлам.

Химические свойства

Его первый потенциал ионизации (дающий метений ион CH+
3) является 9.837±0.005 эВ.[1]

Редокс поведение

Углеродный центр в метиле может связываться с электронодонорными молекулами, реагируя:

CH•
3 + R• → RCH
3

Из-за захвата нуклеофила (R•), метил имеет окислительный характер. Метил - сильный окислитель органических химикатов. Однако он также является сильным восстановителем для таких химикатов, как вода. Он не образует водных растворов, так как снижает количество воды для производства метанол и элементарный водород:

2 CH•
3 + 2 ЧАС
2О → 2 CH
3ОЙ + ЧАС
2

Структура

В молекулярная геометрия метильного радикала тригонально плоский (валентные углы составляют 120 °), хотя затраты энергии на искажение пирамидальная геометрия маленький. Все другие электронно-нейтральные, несопряженные алкильные радикалы в некоторой степени пирамидализированы, хотя и с очень маленькими барьерами инверсии. Например, т-бутильный радикал имеет валентный угол 118 ° с барьером 0,7 ккал / моль для пирамидальной инверсии. С другой стороны, замещение атомов водорода более электроотрицательными заместителями приводит к радикалам с сильно пирамидальной геометрией (112 °), таким как трифторметил радикальный, CF3с гораздо более существенным барьером инверсии около 25 ккал / моль.[2]

Химические реакции

Метил претерпевает типичные химические реакции радикала. Ниже примерно 1100 ° C (2,010 ° F) он быстро димеризуется с образованием этан. При обработке алкоголем превращается в метан и либо алкокси, либо гидроксиалкил. Восстановление метила дает метан. При нагревании выше, самое большее, 1400 ° C (2550 ° F) метил разлагается с образованием метилидин и элементарного водорода, или для получения метилен и атомарный водород:

CH•
3 → CH• + ЧАС
2
CH•
3 → CH•
2 + H•

Метил очень агрессивен к металлам, образуя метилированные соединения металлов:

M + п CH•
3 → M (CH3)п

Производство

Биосинтез

Немного радикальный SAM ферменты генерируют метильные радикалы за счет восстановления S-аденозилметионина.[3]

Фотолиз ацетона

Это может быть произведено ультрафиолетовой фотодиссоциацией ацетон пар на 193 нм:[4]

C
3ЧАС
6О → CO + 2CH•
3

Фотолиз галометана

Это также производится ультрафиолетовой диссоциацией галометаны:

CH
3Икс → X• + CH•
3

Окисление метана

Дальнейшая информация: Атмосферный метан § Процессы удаления

Это также может быть произведено реакцией метан с гидроксильный радикал:

ОЙ• + CH4 → CH•
3 + H2О

Этот процесс запускает основной механизм удаления метана из атмосферы. Реакция происходит в тропосфера или стратосфера. Помимо того, что эта реакция является крупнейшим из известных поглотителей атмосферного метана, она является одним из наиболее важных источников водяного пара в верхних слоях атмосферы.

Эта реакция в тропосфера дает срок службы метана 9,6 лет. Еще два небольших стока - это поглотители почвы (срок жизни 160 лет) и потеря стратосферы в результате реакции с •ОЙ, •Cl и •О1D в стратосфере (срок службы 120 лет), что дает чистый срок службы 8,4 года.[5]

Пиролиз азометана

Метильные радикалы также могут быть получены пиролиз из азометан, CH3N = NCH3, в системе низкого давления.

В межзвездной среде

Метил был открыт в межзвездная среда в 2000 году группой под руководством Хельмута Фейхтгрубера, который обнаружил его с помощью Инфракрасная космическая обсерватория. Впервые он был обнаружен в молекулярных облаках к центру Млечного Пути.[6]

использованная литература

  1. ^ Голоб, Л .; Джонатан, N .; Моррис, А .; Окуда, М .; Росс, К.Дж. (1972). «Первый потенциал ионизации метильного радикала, определенный с помощью фотоэлектронной спектроскопии». Журнал электронной спектроскопии и родственных явлений. 1 (5): 506–508. Дои:10.1016/0368-2048(72)80022-7.
  2. ^ Анслин Е.В. и Догерти Д.А., Современная физико-органическая химия (University Science Books, 2006), стр.57.
  3. ^ Ribbe, M. W .; Hu, Y .; Hodgson, K. O .; Хедман, Б. (2014). «Биосинтез металлокластеров нитрогеназ». Химические обзоры. 114 (8): 4063–4080. Дои:10.1021 / cr400463x. ЧВК  3999185. PMID  24328215.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  4. ^ Холл, Г. Э .; Vanden Bout, D .; Sears, Тревор Дж. (1991). «Фотодиссоциация ацетона при 193 нм: распределение по вращательным и колебательным состояниям метильных фрагментов с помощью спектроскопии поглощения / усиления диодного лазера». Журнал химической физики. Публикация AIP. 94 (6): 4182. Bibcode:1991ЖЧФ..94.4182Н. Дои:10.1063/1.460741.
  5. ^ «Следовые газы: текущие наблюдения, тенденции и бюджеты». Изменение климата 2001, Третий оценочный доклад МГЭИК. МГЭИК / Программа ООН по окружающей среде.
  6. ^ «ISO обнаруживает новую молекулу в межзвездном пространстве». Научные технологии. Европейское космическое агентство. Получено 17 июн 2013.