Oglekļa suboksīds

Vikipēdijas lapa
Jump to navigation Jump to search
Oglekļa suboksīds
Carbon-suboxide-2D-dimensions.pngCarbon-suboxide-3D-vdW.png
Oglekļa suboksīda struktūrformula un molekulas modelis
Citi nosaukumi malonskābes anhidrīds; 1,3-dioksopropadiēns; trikarbodioksīds; 1,2-propadiēn-1,3-dions; trioglekļa dioksīds
CAS numurs 504-64-3
Ķīmiskā formula C3O2
Molmasa 68,03 g/mol
Blīvums 3,0 kg/m3
Kušanas temperatūra 161,8 K (-111,3 °C)
Viršanas temperatūra 279,9 K (6,8 °C)
Šķīdība ūdenī reaģē

Oglekļa suboksīds (malonskābes anhidrīds, C3O2) ir bezkrāsaina indīga gāze vai eļļains šķidrums[1] ar ļoti asu smaku. Viegli polimerizējas (it sevišķi, mēģinot sašķidrināt), veidojot ūdenī nešķīstošu produktu dzeltenā, sarkanā un citās krāsās, līdz pat melnai. Šie polimēri satur alfa pirona struktūras fragmentus.

Oglekļa suboksīds pieder pie "eksotiskajiem" oglekļa oksīdiem.

Vēsture[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Šo savienojumu atklāja angļu ķīmiķis Bendžamins Brodī (Benjamin Collins Brodie) 1873. gadā, iedarbojoties ar elektrisko strāvu uz oglekļa monoksīdu.[2] 1891. gadā franču ķīmiķis Marselēns Bertlo karsēja oglekļa monoksīdu līdz 550 °C un atklāja, ka ir nelielā daudzumā radies oglekļa dioksīds, bet nav nekādu brīva oglekļa pazīmju. No tā viņš secināja, ka vienlaicīgi ir radies arī kāds ar oglekli bagātāks oksīds, un nosauca to par oglekļa suboksīdu.[3]

Iegūšana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Oglekļa suboksīdu iegūst, dehidratējot malonskābi vai tās esterus ar fosfora pentoksīdu[4]:

HOOC−CH2−COOH + P2O5 → H4P2O7 + C3O2

Var iegūt arī, pirolizējot diacetilvīnskābes anhidrīdu.

Molekulas uzbūve[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Oglekļa suboksīda molekula ir lineāra, tajā ietilpstošie oglekļa atomi ir sp hibridizācijas stāvoklī un veido kumulētās dubultsaites. Oglekļa suboksīdu var uzskatīt par ketēnu analogu.[5] Saskaņā ar dažiem pētījumiem, gāzes fāzē oglekļa suboksīda molekula ir nedaudz izliekta, par to liecina infrasarkanais spektrs[6] un elektronu difrakcija.[7]

Ķīmiskās īpašības[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Ar ūdeni pilnīgi izreaģē apmēram stundas laikā, veidojot malonskābi:

O=C=C=C=O + 2H2O → HOOC−CH2−COOH

Līdzīgi ketēniem, iedarbojas ar nukleofiliem reaģentiem, veidojot malonskābes atvasinājumus. Nukleofilā pievienošanās notiek pie karbonilgrupas, kā starpprodukti veidojas enoli.

Bioķīmiskā nozīme[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Organismā konstatētie makrocikliskie oglekļa suboksīda polimēri, kas kalpo kā endogēnie digoksīnam līdzīgie savienojumi, dažu fermentu inhibitori, antioksidanti un asinsspiedienu samazinošas vielas[8][9][10]

Oglekļa suboksīds nelielos daudzumos veidojas organismā kā dažu bioķīmisku reakciju blakusprodukts. Tas var veidoties no malonskābes, kā arī, oksidējoties hēmam fermenta hemoksigenāzes klātienē. Pēc dažu autoru uzskatiem, oglekļa suboksīda polimēri organismā novērš oksidatīvo stresu, brīvo radikāļu veidošanos un samazina ļaundabīgo audzēju veidošanās risku, piemēram, acs tīklenē.[11]

Interesanti fakti[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Agrāk pastāvēja hipotēze, ka oglekļa suboksīda polimēri ir atbildīgi par Marsa virsmas sarkano krāsu.[12]

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. Reyerson, L. H.; Kobe, K. (1930). "Carbon Suboxide". Chemical Reviews 7 (4): 479–492. doi:10.1021/cr60028a002.
  2. Brodie, B. C. (1873). "Ueber eine Synthese von Sumpfgas und Ameisensäure und die electrische Zersetzung des Kohlenoxyds". Annalen der Chemie 169 (1–2): 270–271. doi:10.1002/jlac.18731690119.
  3. Berthelot, M. (1891). "Action de la chaleur sur l'oxyde de carbone". Annales de Chimie et de Physique 6 (24): 126–132.
  4. Diels, O.; Wolf, B. (1906). "Ueber das Kohlensuboxyd. I". Chemische Berichte 39: 689–697. doi:10.1002/cber.190603901103.
  5. Ojārs Neilands. Organiskā ķīmija. Rīga : Zvaigzne, 1977, 550. lpp.
  6. Jensen, Per; Johns, J. W. C. (1986-07-01). "The infrared spectrum of carbon suboxide in the ν6 fundamental region: Experimental observation and semirigid bender analysis". Journal of Molecular Spectroscopy 118 (1): 248–266. doi:10.1016/0022-2852(86)90239-0.
  7. Clark, Allan (1970). "The potential function for the CCC bending in carbon suboxide". Chemical Physics Letters 6: 452-456.
  8. Franz Kerek (Sep 2000). "The structure of the digitalislike and natriuretic factors identified as macrocyclic derivatives of the inorganic carbon suboxide.". Hypertension Research 23 (Suppl S33): S33-38.. doi:10.1291/hypres.23.Supplement_S33. PMID 11016817.
  9. Robert Stimac, Franz Kerek, Hans-Jurgen Apell (Apr 2003). "Macrocyclic carbon suboxide oligomers as potent inhibitors of the Na,K-ATPase.". Annals of the New York Academy of Sciences 986: 327–329. doi:10.1111/j.1749-6632.2003.tb07204.x. PMID 12763840.
  10. Franz Kerek, Robert Stimac, Hans-Jürgen Apell, Frank Freudenmann, Luis Moroder (23 December 2002). "Characterization of the macrocyclic carbon suboxide factors as potent Na,K-ATPase and SR Ca-ATPase inhibitors.". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 1567 (1-2): 213–220. doi:10.1016/S0005-2736(02)00609-0. PMID 12488055.
  11. Tubaro E. (Jun 1966). "Carbon suboxide, the probable precursor of an antitumor cellular sustance: retina" (italian). Boll Chim Farm 105 (6): 415–416. PMID 6005012.
  12. Plummer, W. T.; Carsont, R. K. (1969). "Mars: Is the Surface Colored by Carbon Suboxide?". Science 166 (3909): 1141–1142. doi:10.1126/science.166.3909.1141. PMID 17775571.