Acetylid, známý také jako ethynid, dikarbid a perkarbid, je iont. Jeho chemický vzorec je C22-. Vzniká deprotonací acetylenu. Některé acetylidy (chemické sloučeniny obsahující acetylidové ionty) jsou výbušné. Mnoho acetylidů se používá v organické chemii. Některé jsou známé jako karbidy. Příkladem je acetylid mědi(I).

Co je acetylid (C222−)?

Termín „acetylid“ se v literatuře používá ve dvou souvisejících významech:

  • anorganický dianion C22− (někdy nazývaný perkarbid nebo dicarbid), který obsahuje dvouatomový uhlíkový fragment s vysokým záporným nábojem a trojnou vazbou mezi uhlíky (≈ C≡C)2−. Tento dianion se vyskytuje v některých karbidech (např. CaC2 jako „acetylid“ nebo „karbid vápenatý“); při hydrolýze takových karbidů se uvolňuje acetylén (C2H2).
  • organický monoadiciton – obecnější pojem „acetylid“ se také používá pro monoaniony odvozené od terminálních alkynů, R–C≡C− (často psáno jako alkyn‑anión nebo ethynid). Tyto anionty vznikají jednou deprotonací terminálního alkynu a jsou základními nukleofily v reaktivitě alkynů v organické syntéze.

Struktura a vazby

U dianiontu C22− lze popsat vazbu jako trojnou vazbu mezi dvěma atomy uhlíku s dodatečnými elektronovými páry, které dávají celkový náboj −2. Geometricky je fragment lineární (C≡C). U monoaniontů R–C≡C− je rovněž linearita kolem C≡C očekávaná a záporný náboj je delokalizován především na terminálním atomu uhlíku, což dodává těmto aniontům silné nukleofilní vlastnosti.

Vznik a typické preparace

  • Deprotonace terminálních alkynů: R–C≡C–H + silný zásada → R–C≡C− M+ (běžné zásady: NaNH2, n‑BuLi, LDA). Tím vznikají organické acetylidy používané při tvorbě C–C vazeb.
  • Tvorba dianiontu C22− v pevných karbidech: např. průmyslově významný CaC2 (karbid vápenatý) obsahuje acetylidové jednotky, které reagují s vodou za uvolnění acetylenu: CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2.

Chemické vlastnosti a reaktivity

  • Nukleofilita: R–C≡C− je silný nukleofil a reaguje s alkylhalogenidy přes SN2, čímž vytváří nové C–C vazby (alkylace alkynů).
  • Bázická povaha: Terminální alkyny mají pKa kolem 25, proto je potřeba silných zásad k jejich deprotonaci. Dianion C22− je ještě silnější zásada v odpovídajícím prostředí (v pevných látkách či v komplexech).
  • Koordinace k metalu: Acetylidové ionty snadno tvoří komplexy s kovovými kationty (Cu+, Ag+, Fe, Ni atd.). Některé kovové acetylidy jsou výrazně citlivé na mechanický náraz nebo tření a mohou být výbušné (např. acetylid mědi(I), acetylid stříbra).
  • Role v katalýze a přenosu skupin: Acetylidy se podílejí na reakcích typu Sonogashira (v organickém připojení alkynů k arylovým halogenidům), kde se vytváří kov‑acetylidové meziprodukty (např. měděné acetylidy) před konečnou tvorbou C–C vazby.

Příklady sloučenin a použití

  • Acetylid mědi(I) (Cu2C) – známý jako citlivá, někdy výbušná sloučenina; vytváří se také jako meziprodukt při reakcích kov‑katalyzovaných připojení alkynů.
  • Karbid vápenatý (CaC2) – používá se průmyslově pro výrobu acetylenu (C2H2) a jako surovina v organické syntéze; CaC2 obsahuje C22− jednotky.
  • Alkylace acetylidů – běžná metoda pro prodlužování uhlíkového řetězce v syntéze:

R–C≡C− + R'–X → R–C≡C–R' + X−

Spektroskopie a vlastnosti

Acetylidové fragmenty vykazují charakteristické absorpce C≡C v infračerveném spektru (typicky silný pás v oblasti ~2100–2200 cm−1 u nezastřeněných alkynů). Kovové acetylidy mohou mít barevné odstíny v závislosti na kovu a struktuře krystalové mřížky.

Bezpečnost a manipulace

  • Mnohé kovové acetylidy (zejména stříbrné a měděné) jsou citlivé na náraz, tření a teplotní šok — mohou se roztrhnout nebo explodovat. Proto je potřeba s nimi zacházet opatrně, v malých množstvích a preferovat jejich přípravu a použití in situ (přímo v reakční směsi) namísto izolace pevné látky.
  • Při práci s CaC2 se musí zabránit styku s vlhkostí, protože uvolňující se acetylén je hořlavý a může tvořit nebezpečné směsi se vzduchem.
  • Skladování: acetylidy by měly být uchovávány v suchých a inertních podmínkách, často pod dusíkem nebo argonem, mimo zdroje hoření a mechanického namáhání.

Souhrn

Acetylid může označovat jak dianionický fragment C22− v anorganických karbidech, tak monoanionty R–C≡C− používané v organické syntéze. Jsou to silné nukleofily a zásady, důležité pro tvorbu C–C vazeb, zároveň však mohou být ve formě některých kovových solí nebezpečné a výbušné. Správné pochopení rozdílu mezi dianiontem C22− a organickými acetylidovými anionty R–C≡C− je klíčové pro jejich bezpečné a efektivní využití v chemii.