Существует несколько общепринятых путей генерирования карбенов.
Для их генерации необходимо разорвать две связи у атома углерода, например в предшественниках:
Разрыву этой связей может способствовать нагревание или облучение или оно может происходить ступенчато через стадию образования метастабильного интермедиата типа металлированного карбаниона, который может функционировать так же, как карбеноидный реагент.
Карбены из диазосоединений
Алифатические и ароматические карбены получают при фотохимического разложения соответствующих диазосоединений, а также кетени (метод Пирсона):
Электронодонорные заместители ($Х, Y$) ускоряют процесс расщепления, а электроноакцепторные - замедляют. Недостатки данного метода - ядовитость и взрывоопасность диазосоединений.
Фотолитическое разложение может дать как синглетные, так и триплетные частицы.
Диазосоединения можно получить разнообразными путями, но часто используется генерирование их in situ. Имеется несколько способов генерации , но наиболее широко используется реакция Бамфорда — Стивенса :
Щелочное расщепление п-толуолсульфогидразонов
Щелочное расщепление п-толуолсульфогидразонов (метод Памфорда и Стивенсона):
Получение дигалогенкарбенов
Дигалогенкарбены получают при отщепление от галогеноуглеводородов гидрогенгалогенидов, галогенид-ионов в щелочных средах:
Сначала под действием основания отщепляется частица без электронной пары, конечно протон, а затем - группа с электронной парой - галогенид-ион. Как основу в реакции используют алкоголяты щелочных металлов, например калий трет-бутилат, или водные растворы щелочи при наличии катализаторов межфазного переноса ($Q Hal$, где $Q = [NR4]^ +$, $Hal = Cl, Br, I$) (реакция Макоши):
Карбены при α-элиминировании, индуцированном основаниями
Важнейшим путем генерирования свободных карбенов являются реакции галогенидов или гем-дигалогенидов. Однако эти реакции могут идти также через недостаточно охарактеризованные карбеноиды, в зависимости от условий реакции и природы субстрата.
Таким путем синтеза возможно получить галокарбены и галоциклопропаны с высокими выходами даже в случае малореакционноспособных алкенов.
Этим методом возможно генерировать и свободные карбены в тех случаях, когда соответствующие диазосоединения недоступны.
Карбены, из металлоорганических реагентов
Используются также термические методы образования галогенкарбонових разложением ртутьорганических солей или солей тригалогенкарбонових кислот:
Известен ряд металлоорганических, в том числе ртуть органических, реагентов $PhHgCX_3$, которые при подходящих условиях действуют как высоко эффективные переносчики метилена. Примером могжет служить $PhHgCCl_2Br$ и $PhHgCCl_2I$, которые при комнатной температуре реагируют с циклогексеном.
Аналогичные реагенты можно использовать для переноса метиленов типа $CX_2$, $CXY$, $CHX$, $CRX$, $ROCOCX$ и др. в реакциях внедрения и присоединения. Циклопропанирование алкенов под действием $PhHgCCl_2Br$ включает свободные карбены, однако реакции с субстратами, содержащими атомы со свободными парами электронов, могут осуществляться прямым взаимодействием с ртутьорганическими реагентами:
Кроме того, отдельным видом металлорганических методов генерации карбенов является получение алкилкарбенов и алкоксикарбенов, которые получают во время действия металлоорганических соединений на полигалогенометаны и их алкилпроизводные:
