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 ; haciéndolo radical . La fórmula química se puede escribir R−C· o R−C 3· (también escrita como ⫶C−R ), o simplemente CH.
Los carbinos pueden verse como 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 larga cadena lineal de carbono hibridada sp1 infinita, donde cada enlace es solo un átomo de carbono. [2]
Las moléculas de carbino generalmente se encuentran en estados de doblete electrónico : los electrones no enlazantes del carbono están dispuestos como un radical (electrón desapareado) y un par de electrones, dejando un orbital atómico vacante , en lugar de ser un trirradical (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 de carbono que apunta a lo largo del eje C – H en dirección opuesta al hidrógeno, mientras que hay dos orbitales 1π no enlazantes perpendiculares al eje C – H. Sin embargo, el 3σ es un híbrido sp que tiene menor energía que el orbital 1π que es p puro, por lo que el 3σ se llena antes que el 1π. De hecho, el radical CH es isoelectrónico con el átomo de nitrógeno, que tiene tres electrones desapareados de acuerdo con la regla de máxima multiplicidad de Hund . Sin embargo, el átomo de nitrógeno tiene tres orbitales p degenerados , a diferencia del 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 fase gaseosa mediante espectroscopia como intermediario en la fotólisis instantánea del 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 del 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] Tal compuesto 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 luego se oxida con bromuro de oxalilo o dibromuro de trifenilfosfina , seguido de la adición de trifenilfosfina . Otro método consiste en tratar un carbeno metoximetal con un ácido de Lewis . [5]
