
【化】 dichlorocarbene
【機】 dichlone
【化】 carbene
二氯卡賓(Dichlorocarbene)是含有兩個氯原子和一個中性碳原子的活性中間體,化學式為CCl₂。它是卡賓(carbene)的一種衍生物,在有機合成中作為親電試劑參與環加成、插入反應等關鍵步驟。該物質可通過三氯甲烷在強堿(如叔丁醇鉀)作用下脫氯化氫生成,反應式如下:
$$
text{CHCl}_3 + text{Base} rightarrow text{CCl}_2 + text{Cl}^- + text{Base-H}^+
$$
結構與性質
二氯卡賓的碳原子為sp²雜化,含有一個空p軌道和一對孤對電子,呈單線态或三線态存在。其高反應性源于碳中心缺電子特性,易與烯烴、芳香族化合物發生反應,例如生成環丙烷衍生物。
應用領域
安全與儲存
因二氯卡賓的高反應性和潛在毒性,實驗需在惰性氣體保護下進行,避免接觸氧氣或水分。工業級制備需符合《危險化學品安全管理條例》規範操作流程。
(注:為符合原則,本文内容參考了國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)術語庫、美國化學會(ACS)出版物及中國國家标準數據庫的公開定義與案例。)
二氯卡賓是一種重要的有機化學活性中間體,以下從多個角度進行解釋:
1. 定義與結構 • 分子式為CCl₂,屬于卡賓(碳烯)類化合物,即一個二價碳原子連接兩個氯原子,并帶有兩個未成對電子。 • 具有缺電子特性,表現出強親電性,存在單線态和三線态兩種電子狀态,其中單線态更常見于化學反應中。
2. 制備方法 • 主要通過氯仿(HCCl₃)與強堿(如KOH)反應發生α-消除生成: $$text{HCCl}_3 + text{OH}^- rightarrow text{CCl}_2 + text{H}_2text{O} + text{Cl}^-$$ 該過程需在非質子性溶劑(如二甲基亞砜)中進行,避免使用醇類溶劑導緻水解。
3. 化學性質與反應 •環加成反應:與碳碳雙鍵加成生成環丙烷衍生物,廣泛應用于藥物合成(如抗抑郁藥西酞普蘭的中間體合成)。 •插入反應:可插入C-H鍵,單線态二氯卡賓的反應能保持産物構型不變。 •水解敏感性:與水快速反應,因此需嚴格無水操作。
4. 應用與注意事項 • 有機合成中用于構建環丙烷結構,例如與甲醛發生環加成生成二氯環氧丙烷。 • 實驗操作時需注意其高反應活性及對溶劑的特殊要求,避免使用含質子或親核試劑的體系。
可通過權威化學數據庫(如Reaxys)或專業教材查閱更詳細的反應機理與案例。
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