Cesko.wiki Monooxid triuhlíku
Author
Albert FloresMonooxid triuhlíku je anorganická sloučenina se vzorcem C3O, reaktivní oxid uhlíku, vyskytující se ve vesmírném prostoru, který lze také připravit v laboratoři a zachytit jej v matrici z inertního plynu nebo jako nestálý plyn. C3O lze řadit mezi keteny nebo heterokumuleny.
Výskyt
C3O byl nalezen mikrovlnnou spektroskopií v molekulárním mračnu v souhvězdí Býka a v protohvězdě Elias 18.
Látka pravděpodobně vzniká těmito reakcemi:
:HCb=3|p=+ + CO2 → HC3O+ + CO :HC3O+ → C3O + H+
nebo
:C2 + CO → C3O; tento průběh je za nízkých teplot pravděpodobnější.
Podobná sloučenina C3S je v tmavých molekulárních mračnech běžnější, přestože je kyslík ve vesmíru 20krát rozšířenější než síra, protože se rychleji vytváří.
Příprava
C3O je možné připravit zahříváním 2,2-dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dionu, kdy se také vytváří aceton, oxid uhelnatý a oxid uhličitý.
Jako první připravili tuto látku R. L. +more DeKock a W. Waltner, a to reakcí atomárního uhlíku s oxidem uhelnatým v argonové matrici; pozorovali přitom infračervenou absorpční čáru na 2241 cm−1. Atomární uhlík byl přitom získán zahříváním grafitu v tenké tantalové trubici.
M. E. +more Jacox fotolyzoval suboxid uhlíku (C3O2) v argonové matrici a získal C3O absorbující na 2244 cm−1, ale nedokázal rozpoznat produkt reakce.
Další možností přípravy monooxidu triuhlíku je zahřívání diazocyklopentantrionu nebo podobného acylanhydridu, případně působení světla na dioxid tetrauhlíku (pak se také vytváří oxid uhelnatý).
C3O vzniká i při zahřívání fumarylchloridu. Zahříváním 2,4-dinitroresorcinátu olovnatého se vedle C3O tvoří C2O, CO a C3O2.
Malé množství C3O vzniká rovněž působením elektrického výboje na suboxid uhlíku.
Roger Brown zahříval 3,5-dimethyl-1-propynolpyrazol na teplotu přes 700 °C, přičemž se vytvořil C3O. Monooxid triuhlíku je také produktem pyrolýzy 5,5'-bis(2,2-dimethyl-4,6-dioxo)-1,3-dioxanylidenu nebo diisopropylidenethylentetralarboxylátu.
Ozářením pevného oxidu uhelnatého proudem elektronů vzniká směs oxidů uhlíku, obsahující také C3O. Tento proces může pobíhat na ledových tělesech ve vesmíru.
Reakce
C3O může být stabilizován jako ligand v pentakarbonylových komplexech kovů 6. +more skupiny, jako je například Cr(CO)5CCCO, získaný reakcí [n-Bu4N][CrI(CO)5] a stříbrného acetylidu odvozeného od propiolátu sodného (AgC≡CCOONa), a thiofosgenu; AgC≡CCOONa se připravuje reakcemi stříbrných solí s propiolátem sodným. Je znám také tmavě modrý komplex nazývaný pentakarbony1(3-oxopropadienyliden)chrom, který je těkavý a rozkládá se za teploty 32 °C. V jeho infračerveném spektru se objevuje pás na 2028 cm−1, způsobovaný skupinou CCCO. Komplex je rozpustný v hexanu, ale pomalu se rozkládá na dvouatomový uhlík (C2), který v rozpouštědle vytváří alkyny a kumuleny. Dimethylsulfoxid oxiduje ligand CCCO na suboxid uhlíku.
C3O vytváří na skle červenočerný povlak.
Reakcí C3O a močoviny vzniká uracil. Nejprve dvě molekuly C3O s jednou molekulou močoviny vytvoří kyselinu izokyanurovou a propiolamid, poté se NH skupina naváže na trojnou vazbu za přesunu NH2. +more Nakonec se cyklizací utvoří uracil.
Vlastnosti
Molekuly C3O jsou nestálé, za tlaku 1 Pa se rozkládají přibližně za 1 sekundu. Délky vazeb jsou tyto: C-O 114,9 pm, C1-C2 130,0 pm, C2-C3 127,3 pm. +more Molekula je lineární. Protonová afinita činí 885 kJmol−1. Dipólový moment má velikost 2. 391 D. Na atomu kyslíku je kladný náboj a na uhlíkovém konci záporný. Molekula se chová, jako by na obou jejích koncích byly trojné vazby a uprostřed jednoduchá. Sloučenina je izoelektronická s dikyanem.