ヘテロクムレンは、連続する原子間に少なくとも3つの二重結合の鎖を含む分子またはイオンであり、二重結合鎖の1つ以上の原子はヘテロ原子です。このような種は、少なくとも1つの炭素がヘテロ原子に置き換えられていることを除いて、二重結合原子の鎖が炭素のみを含むクムレンに類似しています。 [1]一部の著者は、定義を緩和して、連続する原子間に2つの二重結合のみの鎖を持つ種([2]ヘテロアレンとしても知られています)を含めます。
二重結合則のため、ヘテロクムレンが孤立することはめったにない。代わりに、それらは重合する傾向がある。しかし、多くは希薄ガスとして存在する星間物質では一般的である。長いもののほとんどは非常に不安定で反応性が高いため、一時的に存在するか、希薄または不活性マトリックス内でのみ存続できる。宇宙の分子雲は非常に希薄であるため、ヘテロクムレンは検出されるのに十分長く存在することができる。いくつかの単純なヘテロクムレンは、一般的な化学物質またはイオンである。これらには、二酸化炭素、二硫化炭素、二セレン化炭素、シアン酸塩、およびチオシアン酸塩が含まれる。ヘテロクムレンのいくつかの定義には、複数の元素との連結された二重結合を含むが、他の部分を持つ可能性のある化合物が含まれる。このクラスには、ケテン、硫黄ジイミド、スルフィン、およびジシクロヘキシルカルボジイミドが含まれる。いくつかのヘテロクムレンは、さまざまな金属との 配位子として作用することができる。
反応
エネルギーを与えられたヘテロクムレンの中には、環状に曲がって鎖の両端を結合することで環化できるものがある。これを行える分子はCCCB、CCCA1、CCCSi、CCCN、CCCPである。 [3]
その他の 4 原子ヘテロクムレンには、CCBO、三酸化炭素(CCCO)、CCCS などがあります。
4原子ヘテロクムレンは、環化すると2つの形態をとることができます。凧型(または菱形)では、炭素の三角形の2つの原子がヘテロ原子に結合しています。扇型では、ヘテロ原子は扇形に配置された3つの炭素原子に結合しています。CCCSiには、線状、菱形、扇形の異性体があります。菱形は、炭素星 IRC+10216の近くの宇宙で知られています。
CCCCOは3員環に環化する。[3] CCCCNはイソニトリル変換を受ける。[3]
分子
他に知られている 5 原子ヘテロクムレンには、CCBCC、CCCCB、CCOCC、CCCCSi、CNCCO、HCCCO、HCCCS、NCCCN などがあります。CCCCSi は空間内で直線状の分子として知られています。
CCCCBO は 6 員環になります。他の 6 原子ヘテロクムレンには、OCCCCN と HCNCNH があります。
7原子ヘテロクムレンには、NCCCCCN、HCCBCCH が含まれます。
9 つの原子を持つヘテロクムレンとして知られているものは HCCCCCCCH です。
チオクムレンには硫黄原子が含まれています。これらには二硫化炭素CCSと三硫化炭素CCCSがあり、どちらも分子雲から知られています。[4] SC n S鎖はレーザーアブレーションによってnが最大27まで作ることができます。[5]
分子表
この表にはヘテロクムレン分子がリストされています。ヘテロクムレンは直線であるはずですが、要素の組み合わせによっては曲がったり環状になったりする分子になります。
2つの異なるヘテロ原子
参考文献
- ^ IUPAC、化学用語集、第2版(「ゴールドブック」)(1997年)。オンライン修正版:(2006年以降)「ヘテロクムレン」。doi :10.1351/goldbook.H02797
- ^ Kumar, Akshai; Samuelson, Ashoka G. (2011年1月). 「グループ(IV)金属アルコキシド触媒による二酸化炭素とフェニルイソシアネートのメタセシス: 実験的および計算的研究」(PDF) . Journal of Chemical Sciences . 123 (1): 29–36. doi : 10.1007/s12039-011-0069-4 .
- ^ abc Wang, Tianfang; Bowie, John H. (2011年11月). 「中和-再イオン化手順および/またはab initio計算を使用した線状クムレンおよびヘテロクムレンの環化反応の研究」.質量分析レビュー. 30 (6): 1225–1241. Bibcode :2011MSRv...30.1225W. doi :10.1002/mas.20328. PMID 21400561.
- ^ 山本 聡; 斉藤 修二; 川口 健太郎; 海部 範夫; 鈴木 寛子 (1987 年 6 月)。「新しい炭素鎖分子 C3S の実験室検出と天文学的同定」。天体物理学ジャーナル。317 : L119。Bibcode : 1987ApJ ...317L.119Y。doi :10.1086/184924。
- ^ Burnin, Andrei; BelBruno, Joseph J. (2003 年 11 月). 「直接レーザーアブレーションによる SCnS 直鎖の生成」. The Journal of Physical Chemistry A. 107 ( 45): 9547–9553. Bibcode :2003JPCA..107.9547B. doi :10.1021/jp0304071.
- ^ abcdef Botschwina, Peter (2003). 「星間分子の分光学的特性: 理論と実験」.物理化学化学物理学. 5 (16): 3337. Bibcode :2003PCCP....5.3337B. doi :10.1039/b303753n.
- ^ abcd 大島康弘; 遠藤康樹; 緒方輝彦 (1995年1月22日). 「三重項一酸化炭素C2O、C4O、C6O、C8Oのフーリエ変換マイクロ波分光法」. The Journal of Chemical Physics . 102 (4): 1493–1500. Bibcode :1995JChPh.102.1493O. doi :10.1063/1.468881.
- ^ abcd Szczepanski, Jan; Hodyss, Robert; Fuller, Jason; Vala, Martin (1999年4月). 「固体Ar中に単離された小さな炭素−硫黄クラスターの赤外吸収分光法」. The Journal of Physical Chemistry A. 103 ( 16): 2975–2981. Bibcode :1999JPCA..103.2975S. doi :10.1021/jp984700q.
- ^ Thorwirth, S.; Salomon, T.; Fanghänel, S.; Kozubal, JR; Dudek, JB (2017 年 9 月). 「炭素硫黄クラスターの高解像度赤外線指紋: C 5 S の ν1 バンド」. Chemical Physics Letters . 684 : 262–266. Bibcode :2017CPL...684..262T. doi :10.1016/j.cplett.2017.06.032.
- ^ abc Wang, Haiyan; Szczepanski, Jan; Cooke, Andrew; Brucat, Philip; Vala, Martin (2005). 「CnS (n = 2, 6) および CnS2 (n = 7, 9, 11, 13, 15) 線形炭素硫黄クラスターの振動吸収スペクトル」. International Journal of Quantum Chemistry . 102 (5): 806–819. Bibcode :2005IJQC..102..806W. doi :10.1002/qua.20383.
- ^ Pu, Liang; Zhao, Xiao; Zhang, Zhong; King, R. Bruce (2017 年 5 月). 「タングステンキャップドクムレンの C3 源としての重炭素サブカルコゲニド: 理論的研究」.無機化学. 56 (10): 5567–5576. doi :10.1021/acs.inorgchem.6b02958. PMID 28459557.
- ^ abc Liu, Xuegang; Li, Gang; Liu, Zhiling; Yang, Wenshao; Fan, Hongjun; Jiang, Ling; Xie, Hua (2021-12-23). 「OC 3と構造および結合の類似性を備えた等電子IrC 3 – 、PtC 3 、およびAuC 3 +クラスター」。The Journal of Physical Chemistry Letters。13 ( 1): 12–17。doi : 10.1021 /acs.jpclett.1c03754。ISSN 1948-7185。PMID 34941270。S2CID 245444740。
- ^ ab McCarthy, MC; Cooksy, AL; Mohamed, S.; Gordon, VD; Thaddeus, P. (2003 年 2 月). 「窒素‐硫黄炭素鎖 NCnS、n = 1–7 の回転スペクトル」(PDF) .アストロフィジカル ジャーナル サプリメント シリーズ. 144 (2): 287–297. Bibcode :2003ApJS..144..287M. doi :10.1086/344727. hdl : 2152/26169 . S2CID 122233232.
