Synthesis and reactions of carbenes

Karbeni su neutralne molekule koje sadrže dvovalentni ugljikov atom sa samo šest elektrona u njegovoj valentnoj ljusci, a najjednostavniji karben je metilen ( \( H^{2}C: \)). Kratkog su vijeka trajanja i međutim poznati su i stabilni karbeni. Ovisno o broju elektrona u valentnim ljuskama, odnosno o njihovom rasporedu u istima karbene dijelimo na singletne i tripletne. Singletni karbeni su karbeni koji u svojoj strukturi imaju ugljikov atom u \( sp^{2}\) hibridiziranom stanju dok tripletni imaju ugljikov atom u sp hibridiziranom stanju. U singletnim karbenima jedna \( sp^{2}\) hibridna orbitala sadrži dva nevezna elektrona koji imaju antiparalelni spin, a u tripletnim karbenima elektroni su raspodijeljeni u dvije orbitale. Tripletni i singletni karbeni se također razlikuju i po reaktivnosti. Dok singletni karbeni uglavnom sudjeluju u pericikličkim reakcijama kao elektrofili ili nukleofili, tripletni karbeni se smatraju diradikalnima i sudjeluju u postepnim radikalnim adicijama. Specifične reakcije za karbene su umetanje u C-H vezu, umetanje u O-H ili N-H vezu, ciklopropaniranje te dimeriziranje karbenima. Reakcije kojima dobivamo karbene su raspadanje diazokarbonilnih spojeva, α eliminacija i termalna raspadanje preko hidrazonijevih spojeva.Carbenes are neutral molecules that contain carbon atom with a valence of two with only six electrones in their valent shell. Simplest carbene is methylene (\( H^{2}C: \) ). They are short living spicies but there are some carbenes that are stable. Regarding the number of the electrones in valent shells, carbenes can be clasified as singlet or triplet carbenes. In singlet state carbon atom is in \( sp^{2}\) hybridisation state. One of \( sp^{2}\) hybrid orbital contains unshared electron pair with opposite spins & two \( sp^{2}\) hybrid orbitals form two covalent bonds. In triplet carbenes carbon atom is in \( sp^{2}\) hybridisation state. Two nonbonding electrons occupy an \( sp^{2}\) atomic orbital & an unhybridized p-atomic orbital with parallel spin. Specific reactions for carbenes are insertion into C-H bond, insertion into O-H or N-H bond, cyclopropanation and carbene dimerization. Carbenes can be prepared bz decomposition of diazocarbonyl compounds, α elimination and thermal decomposition through hydrazone compounds