Дыня (химия)

В химии дыня представляет собой соединение углерода , азота и водорода до сих пор неопределенного состава, состоящее в основном из гептазиновых единиц , связанных и замкнутых аминогруппами и мостиками ( –NH– , =NH , –NH
₂и т.д.). ^[2] Это бледно-желтое твердое вещество, нерастворимое в большинстве растворителей. ^[1]

Тщательное исследование 2001 года указывает на формулу C
₆₀Н
₉₁ЧАС
₃₃, который состоит из десяти имино - гептазиновых единиц, соединенных в линейную цепь амино-мостиками; то есть H(–C
₆Н
₈ЧАС
₂)–NH–)
₁₀(Нью-Гэмпшир)
₂) . ^[1] Однако другие исследователи все еще предлагают другие структуры.

Дыня — старейшее известное соединение с гептазином С
₆Н
₇ядро, описанное в начале 19 века. Оно было мало изучено до недавнего времени, пока его не признали заметным фотокатализатором и возможным предшественником нитрида углерода . ^[2]

В 1834 году Либих описал соединения, которые он назвал меламин , мелам и мелон. ^{[3] [4]}

Это соединение долгое время не привлекало к себе внимания из-за своей нерастворимости. В 1937 году Лайнус Полинг с помощью рентгеновской кристаллографии показал , что структура дыни и родственных соединений содержит конденсированные триазиновые кольца. ^[4]

В 1939 году CE Redemamm и другие предложили структуру, состоящую из 2-аминогептазиновых единиц, соединенных аминными мостиками через атомы углерода 5 и 8. ^[1] Структура была пересмотрена в 2001 году T. Komatsu, который предложил таутомерную структуру. ^{[1] [4]}

Соединение может быть извлечено из твердого остатка термического разложения роданида аммония NH
₄SCN при 400 °C. ^{[1] [5]} (С другой стороны, термическое разложение твердого мелема дает графитоподобный материал CN. ^[6] )

По данным Комацу, характерная форма дыни состоит из олигомеров, которые можно описать как конденсацию 10 единиц мелемного таутомера с потерей аммиака NH
₃. В этой структуре 2-имино-гептазиновые единицы соединены амино-мостиками от углерода 8 одной единицы к азоту 4 следующей единицы. Данные рентгеновской дифракции и другие доказательства указывают на то, что олигомер плоский, а треугольные гептазиновые ядра имеют чередующиеся ориентации. ^[1]

Кристаллическая структура дыни является орторомбической , с расчетными постоянными решетки a = 739,6 пм , b = 2092,4 пм и c = 1295,4 пм. ^[1]

При нагревании до 700 °C дыня превращается в полимер с высокой молекулярной массой, состоящий из более длинных цепей с тем же мотивом. ^[1]

Дыня может быть преобразована в 2,5,8-трихлоргептазин, полезный реагент для синтеза производных гептазина. ^[5]

В 2009 году Синьчэнь Ван и другие наблюдали, что дыня действует как катализатор расщепления воды на водород и кислород или преобразования CO
₂обратно в топливо , используя энергию солнечного света . Это был первый фотокатализатор без металла , и было замечено, что он обладает рядом преимуществ по сравнению с предыдущими соединениями, включая низкую стоимость материала, простой синтез, незначительную токсичность, исключительную химическую и термическую стабильность. Недостатком является его скромная эффективность, которая, однако, кажется, поддается улучшению путем легирования или наноструктурирования . ^{[7] [2]}

Новая волна интереса к дыне случилась в 1990-х годах, когда теоретические расчеты показали, что β- C
₃Н
₄— гипотетическое соединение нитрида углерода, структурно аналогичное β- Si
₃Н
₄— может быть тверже алмаза . Дыня, по-видимому, была хорошим предшественником для другой формы материала, «графитового» нитрида углерода или g- C
₃Н
₄. ^[2]

• Мелем
• Мелам