Βενζοκυκλοβουτένιο
Το βενζοκυκλοβουτένιο (BCB: BenzoCycloButene) είναι ένας αρωματικός υδρογονάνθρακας, του οποίου το μόριο αποτελείται από ένα βενζολικό δακτύλιο «συμπυκνωμένο» (δηλαδή με δυο κοινά άτομα άνθρακα) με έναν κυκλοβουτανικό δακτύλιο. Ο χημικός τύπος του είναι C8H8.[1]
Βενζοκυκλοβουτένιο | |||
---|---|---|---|
![]() | |||
![]() | |||
Γενικά | |||
Όνομα IUPAC | Βενζοκυκλοβουτένιο | ||
Χημικά αναγνωριστικά | |||
Χημικός τύπος | C8H8 | ||
Μοριακή μάζα | 104,15 amu | ||
Συντομογραφίες | BCB | ||
Αριθμός CAS | 694-87-1 | ||
SMILES | C12=CC=CC=C1CC2 | ||
PubChem CID | 7220 | ||
Δομή | |||
Ισομέρεια | |||
Ισομερή θέσης | >6 | ||
Φυσικές ιδιότητες | |||
Σημείο βρασμού | 150 °C | ||
Πυκνότητα | 957 kg/m3 | ||
Διαλυτότητα στο νερό |
0,20 kg/m3 (25 °C) | ||
Δείκτης διάθλασης , nD |
1,541 | ||
Χημικές ιδιότητες | |||
Επικινδυνότητα | |||
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). |
Το βενζοκυκλοβουτένιο χρησιμοποιήθηκε συχνά στη δημιουργία φωτοευαίσθητων πολυμερών. Τα φωτοευαίσθητα πολυμερή με βάση το βενζοκυκλοβουτένιο αξιοποιήθηκαν σε διάφορα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στα μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (MEMS: Micro Electro-Mechanical Systems) και στην επεξεργασία μικροηλεκτρονικών. Οι εφαρμογές αυτές περιλαμβάνουν συγκόλληση πλακιδίων, οπτικές ενδοσυνδέσεις, διηλεκτρικά χαμηλού k, ακόμη και διακορτικολικά νευρωνικά εμφυτεύματα.
Δομή
ΕπεξεργασίαΔεσμοί[2] | ||||
Δεσμός | τύπος δεσμού | ηλεκτρονική δομή | Μήκος δεσμού | Ιονισμός |
---|---|---|---|---|
C#3-#8-H | σ | 2sp2-1s | 106 pm | 3% C- H+ |
C#1,#2-H | σ | 2sp3-1s | 109 pm | 3% C- H+ |
C#α-#β,#3-#8-C#β,#3-#8,#α | σ | 2sp2-2sp2 | 147 pm | |
C#α-#β,#3-#8-C#β,#3-#8,#α | π[3] | 2p-2p | 147 pm | |
C#α-C#1 | σ | 2sp2-2sp3 | 151 pm | |
C#β-C#2 | σ | 2sp2-2sp3 | 151 pm | |
C#1-C#2 | σ | 2sp3-2sp3 | 154 pm | |
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο | ||||
C#1,#2 | -0,06 | |||
C#3-#8 | -0,03 | |||
C#α,#β | 0,00 | |||
H | +0,03 |
Παραγωγή
ΕπεξεργασίαΜέθοδος Grignard
ΕπεξεργασίαΜε ενδομοριακή αντίδραση τύπου Grignard σε 2-αλο-1-(2'-αλοφαινυλο)αιθάνιο παράγτεται βενζοκυκλοβουτένιο[4]:
Μέθοδος Friedel-Crafts
ΕπεξεργασίαΜε ενδομοριακή αντίδραση τύπου Friedel-Crafts σε 2-αλο-1-φαινυλαιθάνιο παράγτεται βενζοκυκλοβουτένιο[5]::
Χημική συμπεριφορά και παράγωγα
ΕπεξεργασίαΤου κυκλοβουτανικού δακτυλίου
Επεξεργασία- Ο κυκλοβουτανικός δακτύλιος εμπεριέχει «ενέργεια τάσης δεσμών», λόγω της παραμόρφωσης των γωνιών του (90° αντί 109,5°). Αυτό επιτρέπει αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης, αν και με μικρότερη ταχύτητα αντιδρασης και απαίτηση πιο έντονων συνθηκών σε σύγκριση με τις αντίστοιχες του κυκλοπροπανικού δακτυλίου.
Καταλυτική υδρογόνωση
ΕπεξεργασίαΜε καταλυτική υδρογόνωση το βενζοκυκλοβουτένιο παράγει αρχικά αιθυλοβενζόλιο, ενώ τελικά, με περίσσεια υδρογόνου, σχηματίζεται αιθυλοκυκλοεξάνιο[6]:
Προσθήκη υδραλογόνου
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση υδραλογόνο (ΗΧ) σε βενζοκυκλοβουτένιο παράγεται ορθοαλαιθυλοβενζόλιο:
Προσθήκη ύδατος
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση θειικού οξέως σε βενζοκυκλοβουτένιο σχηματίζεται τελικά ορθοαιθυλοφαινόλη:
Διυδροξυλίωση
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε βενζοκυκλοβουτένιο, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται 2-(2΄-υδροξυφαινυλ)αιθανόλη:
Του βενζολικού δακτυλίου
Επεξεργασία- Θεωρητικά, ο βενζολικός δακτύλιος στο βενζοκυκλοβουτένιο είναι ελαφρά ενεργοποιημένος σε σχέση με το βενζόλιο, οπότε οι αντιδράσεις αρωματικής ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης προβλέπονται ταχύτερα απ' ότι στο βενζόλιο και κυρίως σε ο- και π- θέση διπαραγώγων του βενζολίου. Συχνά όμως παράγονται και μικρές ποσότητες προϊόντων κυκλοπροσθήκης.
Νίτρωση
ΕπεξεργασίαΜε νίτρωση βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-νιτροβενζοκυκλοβουτένιο και 4-νιτροβενζοκυκλοβουτένιο: [7]:
Σουλφούρωση
ΕπεξεργασίαΜε νίτρωση βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-βενζοκυκλοβουτενοσουλφονικό οξύ και 4-βενζοκυκλοβουτενοσουλφονικό οξύ [7]:
Αλογόνωση
ΕπεξεργασίαΜε αλογόνωση βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-αλοβενζοκυκλοβουτένιο και 4-αλοβενζοκυκλοβουτένιο[7]:
- όπου Χ Cl ή Br. Τα άλλα αντίστοιχα αλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση KI ή Hg2F2, αντίστοιχα.
- Ειδικά για το βρώμιο καλύτερος καταλύτης είναι ο FeBr3.
Αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts
ΕπεξεργασίαΜε αλκυλίωαη κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-αλκυλοβενζοκυκλοβουτένιο και 4-αλκυλοβενζοκυκλοβουτένιο[7]:
Ακυλίωση κατά Friedel-Crafts
ΕπεξεργασίαΜε ακυλίωαη κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-ακυλοβενζοκυκλοβουτένιο και 4-ακυλοβενζοκυκλοβουτένιο[7]:
Υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts
ΕπεξεργασίαΜε υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-βενζοκυκλοβουτενόλη και 4-βενζοκυκλοβουτενόλη[7]:
Καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts
ΕπεξεργασίαΜε καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-βενζοκυκλοβουτυλομεθανικό οξύ και 4-βενζοκυκλοβουτυλομεθανικό οξύ[7]:
Αμίνωση κατά Friedel-Crafts
ΕπεξεργασίαΜε αμίνωση κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-βενζοκυκλοβουταναμίνη και 4-βενζοκυκλοβουταναμίνη[7]:
Αλομεθυλίωση κατά Blanc
ΕπεξεργασίαΜε αλομεθυλίωση κατά Blanc βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-αλομεθυλοβενζοκυκλοβουτένιο και 4-αλομεθυλοβενζοκυκλοβουτένιο[7]:
Οζονόλυση
ΕπεξεργασίαΜε Οζονόλυση βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως αιθανοδιάλη και 1,2-κυκλοβουτανοδιόνη[8]:
Αναφορές και σημειώσεις
Επεξεργασία- ↑ 164410 Benzocyclobutene 98%
- ↑ Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
- ↑ Δεσμός 6 κέντρων και 6 ηλεκτρονίων
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 359, §16.4.5.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982,σελ. 358, §16.3.Γ1 και σελ. 359, §16.4.4.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.1.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.3.
Πηγές
Επεξεργασία- Speight J. G., “Chemical and Process Design Handbook”, McGraw-Hill, 2002
- 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