حمض الأورثوكربونيك

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

حمض الأورثوكربونيك (المعروف أيضًا باسم ميثانتيترول ) هو مركب كيميائي صيغته الكيميائية H₄CO₄ أو C(OH) ₄ . يتكون تركيبه الجزيئي من ذرة كربون واحدة مرتبطة بأربع مجموعات هيدروكسيل ، ولذلك يُصنف ككحول رباعي. نظريًا ، يمكنه أن يفقد أربعة بروتونات ليعطي أنيون الأورثوكربونات الافتراضي CO₄⁻ ، ولذلك يُعتبر حمضًا أكسجينيًا كربونيًا .

حمض الأورثوكربونيك غير مستقر للغاية، ويُعتقد منذ فترة طويلة أنه مركب كيميائي افتراضي . تُظهر الحسابات أنه يتحلل إلى حمض الكربونيك والماء: [ 2 ] [ 3 ]

H₄CO₄ → H₂CO₃ + H₂O​​​​​​

ومع ذلك، تم تصنيع حمض الأورثوكربونيك لأول مرة في عام 2025 من خلال تشعيع الإلكترون لمزيج مجمد من الماء وثاني أكسيد الكربون وتم التعرف عليه بواسطة مطياف الكتلة . [ 4 ]

يتوقع الباحثون أن حمض الأورثوكربونيك مستقر عند الضغط العالي؛ وبالتالي، قد يتشكل في باطن كوكبي أورانوس ونبتون الجليديين العملاقين ، حيث يكثر وجود الماء والميثان . [ 5 ]

أنيونات الأورثوكربونات

من خلال فقدان بروتون واحد إلى أربعة بروتونات، يمكن أن ينتج حمض الأورثوكربونيك أربعة أنيونات: H3CO − 4 ( أورثوكربونات ثلاثي الهيدروجين)، H2CO2−4 ( أورثوكربونات ثنائي الهيدروجين)، HCO3−4 ( أورثوكربونات الهيدروجين ) ، و CO4−4 ( أورثوكربونات ).

تم تصنيع العديد من أملاح الكربونات منزوعة البروتون بالكامل (CO₄⁻⁴ ) ، مثل كربونات الكالسيوم ( Ca₂CO₄ ) وكربونات السترونتيوم ( Sr₂CO₄ )، تحت ظروف ضغط عالٍ، وتم تحديد بنيتها باستخدام حيود الأشعة السينية. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] كربونات السترونتيوم ( Sr₂CO₄ ) مستقرة عند الضغط الجوي. أيون الكربونات رباعي الأوجه ، وهو متساوي الإلكترونات مع أيون النترات . تبلغ المسافة بين ذرتي الكربون والكربون 1.41 أنغستروم . [ 10 ] أكسيد كربونات السترونتيوم ( Sr₃ (CO₄ ) O) هو أكسيد كربونات (أكسيد كربونات السترونتيوم الثلاثي)، وهو مستقر أيضًا عند الضغط الجوي . [ 11 ] 

إسترات الأورثوكربونات

توجد مجموعة الكربونات رباعية التكافؤ (CO₄) في المركبات العضوية المستقرة ؛ وهي في الأصل إسترات لحمض الأورثوكربونيك ، ولذلك تُسمى أورثوكربونات . على سبيل المثال، يمكن تحضير رباعي إيثوكسي ميثان من خلال تفاعل الكلوروبيكرين مع إيثوكسيد الصوديوم في الإيثانول . [ 12 ] تُعدّ بولي أورثوكربونات بوليمرات مستقرة قد تُستخدم في امتصاص المذيبات العضوية في عمليات معالجة النفايات ، [ 13 ] أو في مواد ترميم الأسنان . [ 14 ] يحتوي متفجر ثلاثي نيترو إيثيل أورثوكربونات على نواة أورثوكربونات.

تم تصنيع بوليمر خطي يمكن وصفه بأنه إستر ( سبيرو ) أورثوكربونات من البنتايريثريتول ، والذي يمكن كتابة صيغته على النحو التالي [ (−CH 2 ) 2 C(CH 2 −) 2 (−O) 2 C(O−) 2 ] n ، في عام 2002. [ 15 ]

وُجد أن ذرة الكربون في إستر سبيرو ثنائي كاتيكول أورثوكربونات لها هندسة رابطة رباعية الأوجه ، على عكس الهندسة المربعة المستوية لذرة السيليكون في إستر أورثوسيليكات المماثل . [ 16 ]

قد توجد مركبات الأورثوكربونات في عدة متماثلات فراغية ، تختلف باختلاف الدوران النسبي لجسور C–O–C. وقد تم تحديد البنى الفراغية لبعض الإسترات، مثل رباعي فينيل ميثان ، ورباعي (3،5-ثنائي ميثيل فينيل) ميثان ، ورباعي (4-برومو فينيل) ميثان، باستخدام حيود الأشعة السينية . [ 17 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "ميثانتيترول - قاعدة بيانات PubChem الكيميائية العامة" . مشروع PubChem . الولايات المتحدة الأمريكية: المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية.
  2. ↑ بوم س.؛ أنتيبوفا د.؛ كوثان ج. (1997). "دراسة نزع الماء من ميثان تترايول إلى حمض الكربونيك". المجلة الدولية للكيمياء الكمية . 62 (3): 315-322 . doi : 10.1002/(SICI)1097-461X(1997)62:3 < 315::AID-QUA10 > 3.0.CO ; 2-8 .
  3. ↑ الأحماض الكربوكسيلية ومشتقاتها ، موس، جي بي؛ سميث، بي إيه إس؛ تافيرنييه، دي. (1994). "الأحماض الكربوكسيلية ومشتقاتها" . مسرد أسماء فئات المركبات العضوية والوسائط التفاعلية بناءً على التركيب (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 1994) . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13-09-2017.
  4. ↑ ماركس، جوشوا هـ.؛ باي، شيلين؛ نيكولاييف، أناتولي أ.؛ غونغ، تشيانغ؛ ماكنالي، ماسون؛ وانغ، جيا؛ بان، يانغ؛ فورتينبيري، رايان س.؛ ميبيل، ألكسندر م.؛ يانغ، ياو؛ كايزر، رالف إ. (14 يوليو 2025). "ميثانتيترول والحدود النهائية في الأحماض الأورثو" . نيتشر كوميونيكيشنز . doi : 10.1038/s41467-025-61561-z . PMC 12260057 . 
  5. ↑ ج. صالح؛ أ. ر. أوجانوف (2016). " مركبات مستقرة جديدة في النظام الثلاثي CHO تحت ضغط عالٍ" . التقارير العلمية . 6 32486. Bibcode : 2016NatSR...632486S . doi : 10.1038/srep32486 . PMC 5007508. PMID 27580525 .  
  6. ↑ ساغاتوفا، دينارا؛ شاتسكي، أنطون؛ ساغاتوف، نورسلطان؛ غافريوشكين، بافيل ن.؛ ليتاسوف، كونستانتين د. (2020). "كربونات الكالسيوم، Ca₂CO₄ - Pnma : مضيف محتمل للكربون المنغرز في منطقة الانتقال والوشاح السفلي". ليثوس . 370-371 105637. Bibcode : 2020Litho.37005637S . doi : 10.1016/j.lithos.2020.105637 . ISSN 0024-4937 . S2CID 224909120 .  
  7. ^ بينك، جانيس؛ لانيل، دومينيك؛ بايارجارجال، لخامسورين؛ خاندارخاييفا، سايانا؛ فيدوتينكو، تيموفي؛ اسلاندوكوف، أندريه؛ ميلمان، فيكتور؛ جلازيرين، كونستانتين؛ ميلمان، فيكتور؛ شاريتون، ستيلا؛ براكابينكا، فيتالي ب. دوبروفينسكايا، ناتاليا؛ دوبروفينسكي، ليونيد؛ وينكلر، بيورن (2022). "تخليق أورثوكربونات الكالسيوم، Ca2CO4-Pnma في ظروف PT للمنطقة الانتقالية للأرض والوشاح السفلي" . عالم المعادن الأمريكي . 107 (3): 336– 342. بيب كود : 2022AmMin.107..336B . دوى : 10.2138/صباحا-2021-7872 . S2CID 242847474 . 
  8. ↑ لانيل، دومينيك؛ بينك، يانيس؛ وينكلر، بيورن؛ فوغل، سيباستيان؛ فيدوتينكو، تيموفي؛ شاريتون، ستيلا؛ براكابينكا، فيتالي؛ ميلمان، فيكتور؛ شنيك، وولفغانغ؛ دوبروفينسكي، ليونيد؛ دوبروفينسكايا، ناتاليا (2021). "تخليق وبنية بلورية وعلاقات البنية والخواص لأورثوكربونات السترونتيوم، Sr₂CO₄ " . Acta Crystallographica Section B. 77 ( 1 ) : 131–137 . Bibcode : 2021AcCrB..77..131L . doi : 10.1107/S2052520620016650 . ISSN 2052-5206 . PMC 7941283 .  
  9. ↑ غافريوشكين، بافيل ن.؛ ساغاتوفا، دينارا ن.؛ ساغاتوف، نور سلطان؛ ليتاسوف، كونستانتين د. (2021). "تكوين أورثوكربونات المغنيسيوم من خلال التفاعل MgCO3 + MgO = Mg2CO4 في ظروف الضغط والحرارة للغلاف السفلي للأرض". نمو البلورات وتصميمها . 21 (5): 2986-2992 . doi : 10.1021/acs.cgd.1c00140 .
  10. ↑ سبار، دومينيك؛ بينك، يانيس؛ بايارجارغال، لخامسورين؛ لوتشيتسكايا، ريتا؛ مورجنروث، فولفغانغ؛ كومبوني، دافيد؛ ميلمان، فيكتور؛ وينكلر، بيورن (4 أبريل 2021). "كربون مهجن sp3 رباعي التنسيق في أورثوكربونات Sr2CO4 في الظروف المحيطة " . الكيمياء اللاعضوية . 60 (8): 5419-5422 . doi : 10.1021/acs.inorgchem.1c00159 . PMID 33813824 . 
  11. ↑ سبار، دومينيك؛ كونيغ، يانيس؛ بايارجارغال، لخامسورين؛ غافريوشكين، بافيل ن.؛ ميلمان، فيكتور؛ ليرمان، هانز-بيتر؛ وينكلر، بيورن (4 أكتوبر 2021). "مركب مضاد البيروفسكايت Sr3[CO4]O ذو تنسيق رباعي من الكربون المهجن sp3 وثماني السطوح OSr6". الكيمياء اللاعضوية . 60 (19): 14504-14508 . doi : 10.1021/acs.inorgchem.1c01900 . PMID 34520201. S2CID 237514625 .  
  12. ↑ حمض الأورثوكربونيك، إستر رباعي الإيثيل مؤرشف في 2012-09-20 في Wayback Machine التخليق العضوي ، المجلد 4، ص457 (1963)؛ المجلد 32، ص68 (1952).  
  13. ↑ سونميز، إتش بي؛ وودل، إف. (2005). "بوليمرات (أورثوكربونات) المتشابكة كمواد ماصة للمذيبات العضوية". الجزيئات الكبيرة . 38 (5): 1623-1626 . Bibcode : 2005MaMol..38.1623S . doi : 10.1021/ma048731x .
  14. ↑ ستانسبري، جيه دبليو (1992). "تخليق وتقييم مونومرات أوكساسبيرو جديدة لبلمرة فتح الحلقة المزدوجة" . مجلة أبحاث طب الأسنان . 71 (7): 1408-1412 . doi : 10.1177/00220345920710070901 . PMID 1629456. S2CID 24589493. مؤرشف من الأصل في 2008-07-08 . تم الاسترجاع في 2008-06-19 .  
  15. ↑ ديفيد تي. فوداك، ماثيو براون، ليكورغوس إيوردانيديس، جاك بليفرت، مايكل ستيفنز، لاري بيك، جون سي إتش سبنس، مايكل أوكيف، عمر إم. ياغي (2002): "تخليق وبنية أوليغو (سبيرو-أورثوكربونات) في خطوة واحدة". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ، المجلد 124، العدد 18، الصفحات 4942-4943. doi : 10.1021/ja017683i
  16. ↑ هـ. ماير، ج. ناغورسن (1979): "بنية وتفاعلية إسترات حمض الأورثوكربونيك والأورثوسيليسيك للبيروكيتيكول". Angewandte Chemie International Edition باللغة الإنجليزية، المجلد 18، العدد 7، الصفحات 551-553. doi : 10.1002/anie.197905511
  17. ↑ ن. ناراسيمهامورثي، هـ. مانوهار، أشوكا ج. سامويلسون، جايرامان تشاندراسيكار (1990): "التأثير الأنوميري التراكمي: دراسة نظرية ودراسة حيود الأشعة السينية للأورثوكربونات". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ، المجلد 112، العدد 8، الصفحات 2937-2941. doi : 10.1021/ja00164a015