Ιωδαιθανάλη

χημική ένωση

Η ιωδαιθανάλη ή ιωδακεταλδεΰδη είναι οργανική χημική ένωση με χημικό τύπο C2H3OI και σύντομο συντακτικό τύπο ICH2CHO (γράφεται συχνά με την ισοδύναμη μορφή CH2ICHO). Είναι μια από τις απλούστερες αλαλδεΰδη, δηλαδή αλογονούχος αλδεΰδη. Όπως και κάποιες συγγενικές ενώσεις, η ιωδαιθανάλη είναι ένα ισχυρό ακυλιωτικό αντιδραστήριο και γι' αυτό ένα δυνάμει επικίνδυνο ακυλιωτικό μέσο.

Ιωδαιθανάλη
Γενικά
Όνομα IUPAC Ιωδαιθανάλη
Άλλες ονομασίες Ιωδακεταλδεΰδη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H3OI
Μοριακή μάζα 169,951 amu[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
ICH2CHO
SMILES C(C=O)I
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 5
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Με βάση τον χημικό της τύπο, έχει τα ακόλουθα πέντε (5) ισομερή θέσης:

  1. Αιθανοϋλιωδίδιο, ένα ακυλαλογονίδιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3COI.
  2. Ιωδοξυαιθένιο, ένας εστέρας του υπιωδιώδους οξέος (HOΙ), με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHOI.
  3. 1-ιωδαιθενόλη, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(Ι)OH, έλασσον ταυτομερές του αιθανοϋλιωδίδιου.
  4. 2-ιωδαιθενόλη, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο ICH=CHOH, έλασσον ταυτομερές της ιωδαιθανάλης.
  5. Ιωδοξιράνιο, ένα αλογονοπαράγωγο του οξιρανίου.

Παραγωγή Επεξεργασία

Από βινυλιωδίδιο Επεξεργασία

Με ιωδίωση ένυδρου βινυλιωδίδιου, παράγεται τελικά ιωδαιθανάλη:

 

Με καταλυτική οξείδωση (2-ιωδαιθυλο)βενζόλιου Επεξεργασία

Με καταλυτική οξείδωση (2-ιωδαιθυλο)βενζόλιου (PhCH2CH2I) παράγεται φαινόλη (PhOH) και ιωδαιθανάλη:

 

Με μερική οξείδωση 2-ιωδαιθανόλης Επεξεργασία

Με μερική οξείδωση 2-ιωδαιθανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[2]:

 

Με οζονόλυση 1,4-διιωδο-2-βουτένιου Επεξεργασία

Με οζονόλυση 1,4-διιωδο-2-βουτενίου παράγεται τελικά ιωδαιθανάλη[3]:

 

Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 1,4-διιωδο-2,3-βουτανοδιόλη Επεξεργασία

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 1,4-διιωδο-2,3-βουτανοδιόλη παράγεται ιωδαιθανάλη[4]:

 

Με αποικοδόμηση τύπου Hunsdiecker Επεξεργασία

Με επίδραση ιωδίου σε φορμυλοαιθανικό άργυρο παράγεται ιωδαιθανάλη - Αντίδραση Hunsdiecker[5]:

 

Από χλωραιθανάλη Επεξεργασία

Με επίδραση ιωδιούχο νάτριο (NaI) σε χλωραιθανάλη σχηματίζεται ιωδαιθανάλη[6]:

 

Χημική συμπεριφορά και παράγωγα Επεξεργασία

Η ιωδαιθανόλη είναι μια διλειτουργική ένωση, αφού περιέχει δυο λειτουργικές ομάδες, το ιώδιο και την αλδεϋδομάδα. Το γεγονός αυτό την καθιστά μια ευέλικτη πρόδρομη ένωση, για πολλές ετεροκυκλικές ενώσεις και όχι μόνο. Για παράδειγμα, συμπυκνώνται με παράγωγα της θειουρίας, για να δώσει αμινοθειαζόλες. Η αντίδραση αυτή ήταν κάποτε σημαντική, ως πρόδρομη για την παραγωγή σουλφαθειαζόλης, ενός από τα πρώτα σουλφοφάρμακα[7].

Αντιδράσεις καρβονυλίου Επεξεργασία

Ταυτομέρεια με 2-ιωδαιθενόλη Επεξεργασία

Η ιωδαιθανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της 2-ιωδαιθενόλη. Αυτή η χημική ισορροπία, μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων[6]:

 

  • Το #2 άτομο άνθρακα συνδέεται με ιώδιο, που είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό από το οξυγόνο, με το οποίο συνδέεται το #1. Έτσι, σε αντιδράσεις προσθήκης ενώσεων τύπου δ+ABδ- σε αυτήν, το αποτέλεσμα θα είναι CH(I)ACH(B)OH.

Αναγωγή προς 2-ιωδαιθανόλη Επεξεργασία

Με καταλυτική υδρογόνωση, μπορεί να αναχθεί η 2-ιωδαιθανάλη προς 2-ιωδαιθανόλη[8]:

 

Οξείδωση προς ιωδαιθανικό οξύ Επεξεργασία

Μπορεί να οξειδωθεί προς ιωδαιθανικό οξύ[9];

1. Με υπερμαγγανικό κάλιο:

 

2. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

 

3. Με οξυγόνο:

 

4. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

 

5. Με αντιδραστήρια Fehling:

 

  • Οι αντιδράσεις 4-5 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

Προσθήκη ύδατος Επεξεργασία

Με προσθήκη ύδατος σε ιωδαιθανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 2-ιωδο-1,1-αιθανοδιόλη[10]:

 

Προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης Επεξεργασία

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-ιωδομεθυλο-1,3-διοξολάνιο[11]:

  2-ιωδομεθυλο-1,3-διοξολάνιο

Προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης Επεξεργασία

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-ιωδομεθυλο-1,3-διθειολάνιο[12]:

  2-ιωδομεθυλο-1,3-διθειολάνιο

2-ιωδομεθυλο-1,3-διθειολάνιο'  

Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες Επεξεργασία

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση Knoevenagel[13]:

 

Επίδραση φωσφοροϋλιδίων Επεξεργασία

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 3-ιωδο-1,2-διαλκυλο-1-προπένιο[14]:

 

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων Επεξεργασία

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=Ο που περιέχει η 3-ιωδο-αιθανάλη. Π.χ.:[15]:

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 3-ιωδο-2-υδροξυ-προπανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2-υδροξυ-3-ιωδοπροπανικό οξύ:

 

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 2-ιωδο-1-υδροξυαιθανοσουλφονικό οξύ:

 

3. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 2-ιωδο-1,1-διχλωραιθάνιο:

 

Αλογόνωση Επεξεργασία

Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή 2-ιωδαιθενόλη. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλο-2-ιωδαιθανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά αλοιωδαιθανάλη[16]:

 

Επίδραση υδραζωτικού οξέος Επεξεργασία

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος παράγεται ιωδαιθανονιτρίλιο και ιωδομεθυλαμινομεθανάλη[17]:

 

Προσθήκη αλκοολών Επεξεργασία

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-2-ιωδαιθανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 1,1-διαλκοξυ-2-ιωδαιθάνιο[18]:

 

Τριμερισμός Επεξεργασία

Με επίδραση οξέος μπορεί να υποστεί τριμερισμό προς 2,4,6-τρι(ιωδομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο[19]:

  + 2,4,6-τρι(ιωδομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο

Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια Επεξεργασία

Με επίδραση φθοραιθανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-ιωδομεθυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[20] [21]:

  2-ιωδομεθυλοξετάνιο

Αντιδράσεις υποκατάστασης του ιωδίου Επεξεργασία

  • Οι αντιδράσεις είναι πιο γρήγορες σε σύγκριση με τις αντίστοιχες αλαιθανάλες των άλλων αλογόνων, πλην του ιωδίου.

Υποκατάσταση από υδροξύλιο Επεξεργασία

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται υδροξυαιθανάλη [22]:

 

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο Επεξεργασία

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκοξυαιθανάλη[22]:

 

Υποκατάσταση από αλκινύλιο Επεξεργασία

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκινυλαιθανάλη. Π.χ.[22]:

 

Υποκατάσταση από ακύλιο Επεξεργασία

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει φορμυλομεθυλεστέρα (RCOOCH2CH3)[22]:

 

Υποκατάσταση από κυάνιο Επεξεργασία

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει φορμυλαιθανονιτρίλιο[22]:

 

Υποκατάσταση από αλκύλιο Επεξεργασία

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλδεΰδη[22]:

 

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο Επεξεργασία

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει υδροθειαιθανάλη[22]:

 

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο Επεξεργασία

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλοθειαιθανάλη[22]:

 

Υποκατάσταση από φθόριο Επεξεργασία

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε ιωδαιθανάλη, παράγεται φθοραιθανάλη[23]:

 

Υποκατάσταση από νιτροομάδα Επεξεργασία

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει νιτραιθανάλη[24]:

 

Υποκατάσταση από φαινύλιο Επεξεργασία

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται φαινυλαιθανάλη[25]:

 

Αναγωγή Επεξεργασία

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται αιθανόλη[26]:

 

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται αιθανόλη[27]:

 

3. Με υδροϊώδιο (HI)[28]:

 

4. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται αιθανάλη[29]:

 

5. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.[30]:

 

Αντίδραση απόσπασης Επεξεργασία

Με απόσπαση υδροιωδίου (HI) από ιωδαιθανάλη παράγεται αιθενόνη[31]:

 

Επίδραση καρβενίων Επεξεργασία

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 3-ιωδοπροπανάλη, ιωδοπροπανόνη και ιωδομεθυλοξιράνιο[32]:

  ιωδομεθυλοξιράνιο

Παραπομπές και σημειώσεις Επεξεργασία

  1. Υπολογίστηκε με βάση το χημικό του τύπο και τις αναφερόμενες ατομικές μάζες στα άρθρα των χημικών στοιχείων που το αποτελούν.
  2. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.3δ.
  6. 6,0 6,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.
  7. Reinhard Jira, Erwin Kopp, Blaine C. McKusick, Gerhard Röderer, Axel Bosch, Gerald Fleischmann “Chloroacetaldehydes“ in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_527.pub2.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2. και σελ. 187, §7.3.3α.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2 και §9.5.5β
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.13.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
  18. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.5b.
  20. E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341. 
  21. G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). «Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light». Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi:10.1021/ja01646a024. 
  22. 22,0 22,1 22,2 22,3 22,4 22,5 22,6 22,7 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  23. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  24. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α.
  25. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §3.2. σελ.54
  26. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α
  27. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β.
  28. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §1.1. σελ.14
  29. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  30. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.
  31. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.
  32. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.

Πηγές Επεξεργασία

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
  • Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.