Διχλωροκαρβένιο

Το διχλωροκαρβένιο (αγγλικά: dichlorocarbene) είναι το αντιδραστικό ενδιάμεσο με χημικό τύπο CCl2. Ανήκει στα καρβένια. Παρόλο που αυτό το υλικό ποτέ δεν έχει απομονωθεί, είναι συνηθισμένο ενδιάμεσο στην οργανική χημεία, το οποίο παράγεται από το χλωροφόρμιο (CHCl3). Η μοριακή δομή του είναι γωνιακή και είναι διαμαγνητικό χημικό είδος που δίνει αντιδράσεις παρεμβολής σε άλλους δεσμούς.

 Το διχλωροκαρβένιο ως αντιδραστικό ενδιάμεσο πρωτοπροτάθηκε το 1862 από τον Αντόν Γκεθέρ (Anton Geuther), που το θεωρούσε ως μορφή του χλωροφορμίου (CCl2•HCl). Η παραγωγή αυτού του χημικού είδους ξαναερευνήθηκε από το Χιν (Hine) το 1950. Η παραγωγή του διχλωροκαρβενίου από χλωροφόρμιο και η χρησιμότητά του στη σύνθεση άλλων προίόντων αναφέρθηκε από το Γουΐλλιαμ φον Έγκερς Ντόριγκ (William von Eggers Doering), το 1954. Το διχλωροκαρβένιο συνήθως παράγεται με αντίδραση απόσπασης υδροχλωρίου από χλωροφόρμιο. Αυτό πραγματοποιείται με την επίδραση στο χλωροφόρμιο μιας βάσης, όπως το τριτοταγές βουτοξείδιο του καλίου [KOC(CH3)3] ή υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH). Ένας καταλύτης μεταφοράς φάσεως, όπως το βρωμιούχο βενζυλοτριαιθυλαμμώνιο {[Ph(Et)3N]Br}, διενεργεί τη μεταφορά των ανιόντων υδροξυλίου (OH-) από την υδατική στην οργανική φάση. Μια άλλη πρόδρομη ένωση για το διχλωροκαρβένιο είναι ο τριχλωραιθανικός αιθυλεστέρας (CCl3CO2C2H5). Με την επίδραση σε αυτόν μεθοξειδίου του νατρίου (NaOCH3) απελευθερώνει διχλωροκαρβένιο: Ο φαινυλο(τριχλωρομεθυλ)υδράργυρος (PhHgCCl3) διασπάται θερμικά και απελευθερώνει διχλωροκαρβένιο: Η διχλωροδιαζιρίνη, που είναι σταθερή στο σκοτάδι, διασπάται σε διχλωροκαρβένιο και διάζωτο (N2) μέσω φωτόλυσης: Το διχλωροκαρβένιο αντιδρά με αλκένια σε μια τυπική [1+2]κυκλοπροσθήκη, σχηματίζοντας δίδυμα διχλωροκυκλοπροπάνια. Τα τελευταία είναι δυνατό να αναχθούν, παράγοντας κυκλοπροπάνια, ή να υδρολυθούν, παράγοντας κυκλοπροπανόνες, με υδρόλυση δίδυμου αλογονιδίου. Η σύνθεση αλλενίων Ντόριγκ - ΛαΦλαμμέ περιγράφει τη μετατροπή αλκενίων σε αλλένια με επέκταση ανθρακικής αλυσίδας. Συμβαίνει με επίδρααη μεταλλικού μαγνησίου ή νατρίου, μετά την επίδραση διχλωροκαρβενίου σε αλκένιο, που δίνει δίδυμο διαλαλκάνιο, όπως περιγράφηκε παραπάνω. Η ίδια ακολουθία χρησιμοποιείται κατά τη μετάθεση Σκάττεμπολ (Skattebøl rearrangement), κατά την οποία εκτός από αλλένια μπορούν να παραχθούν (υπό όρους) και κυκλοπενταδιένια. Ωστόσο, για τέτοιες αντιδράσεις χρησιμοποιείται περισσότερο το διβρωμοκαρβένιο (CBr2), που είναι πιο δραστικό. Σύμφωνα με την αντίδραση Ρέιμερ - Τάιμαν (Reimer–Tiemann reaction), το διχλωροκαρβένιο αντιδρά με φαινόλες, δίνοντας (υπό όρους με φορμυλίωση) τις αντίστοιχες ορθοϋδροξυβενζαλδεΰδες. Για παράδειγμα, με τη «μητρική» φαινόλη δίνει σαλικυλαδεΰδη: Το διχλωροκαρβένιο είναι ενδιάμεσο της αντίδρασης καρβυλαμινίνης. Στη μετατροπή αυτή, όταν πρωτοταγής αμίνη διαλυμένη σε διχλωρομεθάνιο δεχθεί επίδραση από χλωροφόρμιο και υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, παρουσία καταλύτη μεταφοράς φάσης (που περιγράφηκε παραπάνω, στη παραγωγή διχλωροκαρβενίου), παράγεται το αντίστοιχο ισονιτρίλιο. Πιο συγκεκριμένα, αν χρησιμοποιηθεί τριμεθυλαμίνη, που είναι πρωτοταγής αμίνη, παράγεται διμεθυλαιθανοϊσονιτρίλιο: Διβρωμοκαρβένιο (CBr2). Διφθοροκαρβένιο (CF2). Χλωροκαρβένιο (CHCl). Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972 Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991 SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982