الأنيون الجذري

في الكيمياء العضوية ، الأنيون الجذري هو نوع من الجذور الحرة [ 1 ] يحمل شحنة سالبة . تُصادف الأنيونات الجذرية في الكيمياء العضوية كمشتقات مُختزلة لمركبات عطرية متعددة الحلقات، مثل نافثينيد الصوديوم . ومن الأمثلة على الأنيونات الجذرية غير الكربونية أنيون فوق الأكسيد ، الذي يتكون بانتقال إلكترون واحد إلى جزيء أكسجين . ويُشار إلى الأنيونات الجذرية عادةً بـ.
الأنيونات الجذرية متعددة الحلقات
يمكن للعديد من المركبات العطرية أن تخضع لاختزال أحادي الإلكترون بواسطة الفلزات القلوية . ينتقل الإلكترون من أيون الفلز القلوي إلى مدار pp* غير مشغول مضاد للترابط في الجزيء العطري. عادةً ما يكون هذا الانتقال مُفضلاً من الناحية الطاقية فقط إذا كان المذيب غير البروتوني يُذيب أيون الفلز القلوي بكفاءة. المذيبات الفعالة هي تلك التي ترتبط بكاتيون الفلز القلوي: ثنائي إيثيل الإيثر < رباعي هيدروفيوران < 1،2-ثنائي ميثوكسي الإيثان < سداسي ميثيل فوسفوراميد . من حيث المبدأ، يمكن لأي جزيء غير مشبع أن يُكوّن أنيونًا جذريًا، لكن المدارات المضادة للترابط لا تكون متاحة طاقيًا إلا في الأنظمة المترافقة الأكثر اتساعًا. سهولة التكوين تكون بالترتيب التالي: البنزين < النفثالين < الأنثراسين < البيرين ، إلخ. غالبًا لا تُعزل أملاح الأنيونات الجذرية كمركبات صلبة، بل تُستخدم في الموقع. وعادةً ما تكون ذات لون داكن.
- النفثالين في شكل
- يتم الحصول على نفثالين الليثيوم من تفاعل النفثالين مع الليثيوم .
- يتم الحصول على نفثالين الصوديوم من تفاعل النفثالين مع الصوديوم .
- يُعد كل من 1-ميثيل نفثالين الصوديوم و1-ميثيل نفثالين أكثر قابلية للذوبان من نفثالين الصوديوم ونفثالين، على التوالي. [ 2 ]
- ثنائي الفينيل على شكل ملح الليثيوم الخاص به. [ 3 ]
- يُعد الأسينفثيلين عامل اختزال ألطف من أنيون النفثالين.
- الأنثراسين في شكل أملاحه المعدنية القلوية. [ 4 ]
- البيرين على شكل ملح الصوديوم الخاص به. [ 5 ]
- البيريلين في شكل إيثرات المعادن القلوية (M = Li، Na، Cs). [ 6 ]
أمثلة أخرى
يُختزل سيكلوأوكتاتيتراين بواسطة البوتاسيوم العنصري إلى أنيون ثنائي. الأنيون الثنائي الناتج هو نظام إلكتروني ذو 10 إلكترونات باي، وهو ما يتوافق مع قاعدة هوكل للعطرية . يُختزل الكينون إلى أنيون جذري شبه كينوني . تُشتق السيميدايونات من اختزال مركبات ثنائي الكربونيل.
ردود الفعل
الأكسدة والاختزال
تُستخدم الأنيونات الجذرية باي كعوامل اختزال في عمليات التخليق المتخصصة. ونظرًا لذوبانها في بعض المذيبات على الأقل، فإن هذه الأملاح تعمل بشكل أسرع من الفلزات القلوية نفسها. ومن عيوبها ضرورة إزالة الهيدروكربون متعدد الحلقات. يبلغ جهد اختزال أملاح النفثالين للفلزات القلوية حوالي 3.1 فولت (مقابل Fc +/0 ). أما جهود اختزال الأنظمة الأكبر حجمًا فهي أقل، فعلى سبيل المثال، يبلغ جهد اختزال الأسينفثالين 2.45 فولت. [ 7 ] العديد من الأنيونات الجذرية قابلة للاختزال إلى أنيونات ثنائية.
| الهيدروكربون | م + | نصف جنيه إسترليني | تعليقات |
|---|---|---|---|
| النفثالين | لي + | -3.09 فولت | يمكن اختزالها إلى أنيون ثنائي |
| النفثالين | Na + | -3.09 فولت | |
| ثنائي الفينيل | لي + | -3.18 فولت | |
| الأنثراسين | Na + | -2.53 فولت | |
| بيريلين | Na + | -2.19 فولت | يشمل مذيب ثنائي ميثيل الإيثر |
البروتون
تؤدي إضافة مصدر للبروتونات (حتى الماء) إلى أنيون جذري إلى برتنة، أي أن تسلسل الاختزال متبوعًا بالبرتنة يُكافئ الهدرجة . على سبيل المثال، يُشكّل أنيون الأنثراسين الجذري بشكل رئيسي (ولكن ليس حصريًا) 9،10-ثنائي هيدروأنثراسين. تُعدّ الأنيونات الجذرية وبروتنتها أساسية في اختزال بيرش .
التنسيق مع أيونات المعادن
تعمل الأنيونات الجذرية للمركبات العطرية متعددة الحلقات كروابط في الكيمياء العضوية المعدنية . [ 8 ]
مراجع
- ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " الأيون الجذري ". doi : 10.1351/goldbook.R05073
- ↑ ليو، إكس.؛ إليس، جيه إي (2004). "سداسي كربونيل فانادات (1−) وسداسي كربونيل فاناديوم (0)". التخليق غير العضوي . 34 : 96-103 . doi : 10.1002/0471653683.ch3 . ISBN 0-471-64750-0.
- ↑ ريكي، روبن د.؛ وو، تسيه-تشونغ؛ وريكي، لوريتا إ. (1995). "الكالسيوم عالي التفاعل لتحضير كواشف الكالسيوم العضوية: هاليدات 1-أدامانتيل الكالسيوم وإضافتها إلى الكيتونات: 1-(1-أدامانتيل)سيكلوهكسانول". التخليق العضوي 72 : 147. doi : 10.15227/orgsyn.072.0147 .
- 1 2 كاستيلو، ماكسيميليانو؛ ميتا-ماغانا، أليخاندرو ج.؛ فورتييه، سكاي (2016). "عزل أرينيدات الفلزات القلوية القابلة للقياس الوزني باستخدام 18-كراون-6". المجلة الجديدة للكيمياء . 40 (3): 1923-1926 . doi : 10.1039/C5NJ02841H .
- ↑ كوتشيرا، بنيامين إي.؛ جيليك، روبرت إي.؛ برينيسيل، ويليام دبليو.؛ إليس، جون إي. (2014). "معقدات ثنائية البيرين المعدنية للفاناديوم والنيوبيوم والتيتانيوم: معقدات البيرين المتجانسة القابلة للعزل للمعادن الانتقالية". مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم ج: الكيمياء البنيوية . 70 (8): 749-753 . doi : 10.1107/S2053229614015290 . PMID 25093352 .
- ↑ ناثر، كريستيان؛ بوك، هانز؛ هافلاس، زدينيك؛ هاوك، تيم (1998). "مضاعفات أيونية مشتركة ومنفصلة بالمذيب لأنيونات وثنائيات جذور البيريلين: حالة نموذجية لإذابة كاتيونات الفلزات القلوية". مركبات عضوية فلزية . 17 (21): 4707-4715 . doi : 10.1021/om970610g .
- ↑ كونلي، نيل ج.؛ جايجر، ويليام إي. (1996). "عوامل الأكسدة والاختزال الكيميائية للكيمياء العضوية الفلزية". مراجعات كيميائية . 96 (2): 877-910 . doi : 10.1021/cr940053x . PMID 11848774 .
- ↑ إليس، جون إي. (2019). "تفاعل تشات: الطرق التقليدية لتحضير متجانسات الأرين ميتالات لعناصر المجموعة d". معاملات دالتون . 48 (26): 9538-9563 . doi : 10.1039/C8DT05029E . PMID 30724934. S2CID 73436073 .
- الوسائط التفاعلية
- مطياف الكتلة
