Діазометан

Нітроген у молекулі діазометану заряджений позитивно. Її будову можна зобразити як ${\displaystyle {\ce {CH2- -N+#N}}}$ або як ${\displaystyle {\ce {CH2=N+ =N-}}}$. Насправді негативний заряд розподілений між CH₂ та N, при чому на групі CH₂ негативного заряду трохи більше. Тому кратність зв'язку C-N трохи менша за 3/2, а зв'язку N-N — трохи більша за 5/2.

Молекула має лінійну будову. Довжина зв'язку CN — 134 пм, зв'язку N-N — 113 пм.

За звичайних умов діазометан є жовтим газом. Температура плавлення — -145°С, температура кипіння — -23°С. Ентальпія утворення — 192.5 кДж/моль, ентропія — 242.9 Дж/(моль*К).

Діазометан хімічно дуже активний. Проявляє основні та нуклеофільні властивості, є метилюючим агентом. Може реагувати з речовинами, в яких є рухливий атом гідрогену — водою, кислотами. Для взаємодії зі спиртами потрібен каталізатор:

${\displaystyle {\ce {CH2N2 +HX ->CH3X +N2}}}$

Реакція йде наступним чином: спочатку заряд CH₂ дорівнює -1/2, а заряд N₂ — +1/2. Протон приєднується до CH₂, утворюючи катіон ${\displaystyle {\ce {CH3^{1}^{/}^{2}+N2^{1}^{/}^{2}+}}}$ . Потім від нього відщеплюється молекула азоту, залишаючи CH₃⁺. В кінці до нього приєднується X^-.

Як нуклеофіл, може приєднуватися до альдегідів та кетонів. При взаємодії з формальдегідом утворюється ацетальдегід. При взаємодії з іншими альдегідами утворюються кетони:

${\displaystyle {\ce {H-CO-H +CH2N2 ->H3C-CHO +N2}}}$

${\displaystyle {\ce {R-CO-H +CH2N2 ->R-CH(O)- -CH2-N+#N ->R-CO-CH3 +N2}}}$

Коли він взаємодіє з кетонами, один з радикалів переходить до CH₂:

При нагріванні розкладається на азот та карбен, який може легко приєднуватись до подвійних зв'язків, утворюючи тричленні цикли:

Взаємодія з етиленом.

Взаємодія з бензеном призводить до розширення циклу й утворення циклогептатриєну. При взаємодії з циклічними кетонами також відбувається розширення циклу[1]:

Вперше діазометан був відкритий Г. Пехманом у 1894 році. Він отримав його при взаємодії гідразину та трихлорметану у лужному середовищі:

${\displaystyle {\ce {NH2-NH2 + HCCl3 + 3NaOH ->CH2N2 + 3NaCl + 3H2O}}}$

Найкраще отримувати діазометан зі сполук, що містять замісники з - I-ефектом у α-положені до аміногрупи, наприклад, алкілсечовини, алкілуретанів. З них отримують їх N-нітрозопохідні. Метилсечовину також отримують з метиламіну та Cl-CO-NH2:

${\displaystyle {\ce {H3C-NH2 +Cl-CO-NH2 ->[OH^-]H3C-NH-CO-NH2 +HCl}}}$ (Реакція йде у лужному середовищі через виділення кислоти)

${\displaystyle {\ce {H3C-NH-CO-NH2 +HNO2 ->H3C-N(NO)-CO-NH2 +H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {H3C-N(NO)-CO-NH2 +2Na+OH- ->H2C-N2 +Na2CO3 +NH3 +H2O}}}$

Замість N-метилсечовини можна також використати метилуретан CH₃-NH-CO-OC₂H₅.

1. Diazomethane | CH2N2 - PubChem
2. Диазометан — физико-химические свойства | CHEMBD.NET
3. ICSC 1256

1. Ластухін Ю. О., Воронов С. А. Органічна хімія. — 3-є. — Львів : Центр Європи, 2006. — 864 с. — ISBN 966-7022-19-6.
2. О. Я. Нейланд. Органическая химия. — М.: Высшая школа, 1990. — 751 с. — 35 000 экз. — ISBN 5-06-001471-1.

1. Потапов, Виктор Михайлович; Татаринчик, Софья Наумовна (1980). Органическая химия (російська). Москва: Химия.