En química orgánica , un carbino es un término general para cualquier compuesto cuya estructura consiste en un átomo de carbono eléctricamente neutro conectado por un enlace covalente simple y tiene tres electrones no enlazados. [1] El átomo de carbono tiene uno o tres electrones desapareados , dependiendo de su estado de excitación ; lo que lo convierte en un radical . La fórmula química puede escribirse R−C· o R−C 3· (también escrito como ⫶C−R ), o simplemente CH.
Los carbinos pueden considerarse derivados del compuesto más simple, el radical metilidina o carbino no sustituido H−C· o H−C 3· , en el que el grupo funcional es un átomo de hidrógeno .
Informado por primera vez en 1967 por Kasatochkin, el carbino es una cadena lineal larga de carbono hibridada sp1 infinita, donde cada enlace es simplemente un único átomo de carbono. [2]
Las moléculas de carbino generalmente se encuentran en estados de doblete electrónico : los electrones no enlazantes en el carbono están dispuestos como un radical (electrón desapareado) y un par de electrones, dejando un orbital atómico vacante , en lugar de ser un triradical (el estado de cuarteto). El caso más simple es el radical CH, que tiene una configuración electrónica 1σ 2 2σ 2 3σ 2 1π . [3] Aquí el orbital molecular 1σ es esencialmente el orbital atómico 1s del carbono, y el 2σ es el orbital de enlace C–H formado por la superposición de un orbital híbrido sp de carbono con el orbital 1s del hidrógeno. El 3σ es un orbital no enlazante del carbono que apunta a lo largo del eje C–H alejándose del hidrógeno, mientras que hay dos orbitales 1π no enlazantes perpendiculares al eje C–H. Sin embargo, el 3σ es un híbrido sp que tiene una energía menor que el orbital 1π que es p puro, por lo que el 3σ se llena antes que el 1π. El radical CH es de hecho isoelectrónico con el átomo de nitrógeno que tiene tres electrones desapareados de acuerdo con la regla de Hund de multiplicidad máxima . Sin embargo, el átomo de nitrógeno tiene tres orbitales p degenerados , en contraste con el radical CH donde la hibridación de un orbital (el 3σ) conduce a una diferencia de energía.
Un carbino puede presentarse como un intermediario reactivo de vida corta . Por ejemplo, el fluorometilidino (CF) puede detectarse en la fase gaseosa mediante espectroscopia como un intermediario en la fotólisis instantánea de CHFBr 2 . [3]
Los carbinos pueden actuar como ligandos trivalentes en complejos con metales de transición , en los que están conectados a un metal por los tres electrones no enlazados en el grupo –C 3• . Ejemplos de tales compuestos de coordinación son Cl(CO)
4W≡C-CH
3, [4] W Br ( CO ) 2 ( 2,2'-bipiridina )≡ C - arilo y WBr(CO) 2 ( PPh 3 ) 2 ≡ C-NR 2 . [5] Un compuesto de este tipo se puede obtener mediante la reacción de hexacarbonilo de tungsteno W(CO) 6 con diisopropilamida de litio para formar ( i Pr 2 N)(OLi)C=W(CO) 5 . Esta sal se oxida luego con bromuro de oxalilo o dibromuro de trifenilfosfina , seguido de la adición de trifenilfosfina . Otro método es tratar un carbeno de metal metoxi con un ácido de Lewis . [5]
