Methylen

Strukturformel
Strukturformeln von Methylen
Strukturformel als Singulett-Carben (links) und als Triplett-Carben (ein Diradikal, rechts)
Allgemeines
Name	Methylen
Andere Namen	Methyliden Carben
Summenformel	CH2
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN ECHA-InfoCard PubChem 123164 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	14,03 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar<ref name="NV">Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Methylen ist das einfachste organische Carben.<ref>Roald Hoffmann: Molecular Orbitals of Transition Metal Complexes. Oxford 2005, ISBN 0-19-853093-5, S. 7.</ref> Es ist der Grundbaustein für die Methylengruppe.

Struktur

Datei:Methylene Angel V.2.svg

Bindungswinkel im Singulett-Zustand (links) und im Triplett-Grundzustand (rechts)

Methylen ist gewinkelt aufgebaut und besitzt im Triplett-Grundzustand einen H,C,H-Bindungswinkel von 134.037(45)°, bestimmt durch Mikrowellenspektroskopie und hochaufgelöste Infrarotspektroskopie.<ref name="JerryMarch">J. Vogt, B. Mez-Starck, N. Vogt, W. Hutter: "MOGADOC – A Database for Gasphase Molecular Spectroscopy and Structure" J. Mol. Struct. 485-486 (1999) 249-254</ref> Singulett-Methylen ist energiereicher als Triplett-Carben. Als H–C–H-Bindungswinkel wird 103°<ref name="JerryMarch" /> oder 105°<ref name="Brueckner">Reinhard Brückner: Reaktionsmechanismen, Spektrum Akademischer Verlag, 3. korrigierte Auflage, 2007, ISBN 978-3-8274-1579-0, S. 115.</ref> angegeben.

Gewinnung und Darstellung

Methylen lässt sich durch photochemische Spaltung von Diazomethan unter Bildung von Stickstoff darstellen.<ref></ref>

<math>\mathrm{CH_2N_2 \ \xrightarrow{\mathit{h}\nu} \ :\!\!CH_2 + N_2}</math>

Dabei entsteht genau betrachtet Singulett-Methylen.<ref name="Buddrus178">Joachim Buddrus: Grundlagen der Organischen Chemie. 4. Auflage. De Gruyter Verlag, Berlin 2011, ISBN 978-3-11-024894-4, S. 178–179.</ref> Wenn man die photochemische Spaltung von Diazomethan in Gegenwart eines Sensibilisators (z. B. Benzophenon) durchführt, entsteht jedoch Triplett-Methylen.<ref name="Buddrus178" /> Weiterhin kann die Verbindung durch die Umsetzung von Diiodmethan mit einer Zn/Cu-Legierung in einer Simmons-Smith-Reaktion erzeugt werden.<ref>Eintrag zu Carbene. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>

Der Nachweis der Existenz von Methylen gelang zuerst spektroskopisch 1959 durch Gerhard Herzberg, der es durch Blitzlichtphotolyse von Diazomethan herstellte.<ref>G. Herzberg, J. Shoosmith: Spectrum and Structure of the Free Methylene Radical. In: Nature. Band 183, Nr. 4678, Juni 1959, S. 1801–1802, doi:10.1038/1831801a0. </ref> Vorhergesagt wurde dessen Existenz schon von J. U. Nef in Chicago 1897.

Eigenschaften

Methylen besitzt einen Triplett-Grundzustand und ist darum paramagnetisch. Es kann somit wie molekularer Sauerstoff als Diradikal betrachtet werden. Methylen ist als reaktive Zwischenstufe unter besonderen Bedingungen stabil (z. B. unter hoher Verdünnung in Inertgas),<ref name="wentrup">Curt Wentrup: Reaktive Zwischenstufen I: Radikale, Carbene, Nitrenen, gespannte Ringe. Thieme, Stuttgart 1979, ISBN 3-13-560101-3, S. 138–204.</ref> aber auf Grund des Elektronensextettes kurzlebig und sehr reaktiv (Elektronenmangelverbindung). Vor allem Additionsreaktionen sind sehr schnell und exotherm. Methylen reagiert mit sich selbst und tendiert bei ausreichenden Konzentrationen dazu, sich zu Ethen zu dimerisieren.<ref name=" ISBN 0-8493-5387-4"></ref>

Literatur

• I. Shavitt: Geometry and singlet-triplet energy gap in methylene: a critical review of experimental and theoretical determinations. In: Tetrahedron. 41, 1985, S. 1531–1542, doi:10.1016/S0040-4020(01)96393-8.

Einzelnachweise

<references />