Βρωμαιθανάλη
Η βρωμαιθανάλη ή βρωμακεταλδεΰδη είναι οργανική χημική ένωση με χημικό τύπο C2H3OBr και σύντομο συντακτικό τύπο BrCH2CHO (γράφεται συχνά με την ισοδύναμη μορφή CH2BrCHO). Είναι μια από τις απλούστερες αλαλδεΰδη, δηλαδή αλογονούχος αλδεΰδη. Όπως και κάποιες συγγενικές ενώσεις, η βρωμαιθανάλη είναι ένα ισχυρό ακυλιωτικό αντιδραστήριο και γι' αυτό ένα δυνάμει επικίνδυνο ακυλιωτικό μέσο.
Βρωμαιθανάλη | |||
---|---|---|---|
Γενικά | |||
Όνομα IUPAC | Βρωμαιθανάλη | ||
Άλλες ονομασίες | Βρωμακεταλδεΰδη | ||
Χημικά αναγνωριστικά | |||
Χημικός τύπος | C2H3OBr | ||
Μοριακή μάζα | 122,951 amu[1] | ||
Σύντομος συντακτικός τύπος |
BrCH2CHO | ||
Αριθμός CAS | 17157-48-1[2] | ||
SMILES | C(C=O)Br | ||
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:
- Αιθανοϋλοβρωμίδιο, ένα ακυλαλογονίδιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3COBr.
- Βρωμοξυαιθένιο, ένας εστέρας του υποβρωμιώδους οξέος (HOBr), με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHOBr.
- 1-βρωμαιθενόλη, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(Br)OH, έλασσον ταυτομερές του αιθανοϋλοβρωμίδιου.
- 2-βρωμαιθενόλη, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο BrCH=CHOH, έλασσον ταυτομερές της βρωμαιθανάλης.
- Βρωμοξιράνιο, ένα αλογονοπαράγωγο του οξιρανίου.
Παραγωγή
ΕπεξεργασίαΑπό βινυλοβρωμίδιο
ΕπεξεργασίαΜε βρωμίωση ένυδρου βινυλοβρωμίδιου, παράγεται τελικά βρωμαιθανάλη:
- Το ένυδρο βρώμιο αντιστοιχεί σε υποβρωμιώδες οξύ, που με προσθήκη στο βρωμαιθένιο δίνει αρχικά την ασταθή 1,2-διβρωμαιθανόλη, που αφυδροβρωμιώνεται, σχηματίζοντας τελικά τη βρωμαιθανάλη.
Με καταλυτική οξείδωση (2-βρωμαιθυλο)βενζόλιου
ΕπεξεργασίαΜε καταλυτική οξείδωση (2-βρωμαιθυλο)βενζόλιου (PhCH2CH2Br) παράγεται φαινόλη (PhOH) και βρωμαιθανάλη:
Με μερική οξείδωση 2-βρωμαιθανόλης
ΕπεξεργασίαΜε μερική οξείδωση 2-βρωμαιθανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[3]:
Με οζονόλυση 1,4-διβρωμο-2-βουτένιου
ΕπεξεργασίαΜε οζονόλυση 1,4-διβρωμο-2-βουτενίου παράγεται τελικά βρωμαιθανάλη[4]:
Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 1,4-διβρωμο-2,3-βουτανοδιόλη
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 1,4-διβρωμο-2,3-βουτανοδιόλη παράγεται βρωμαιθανάλη[5]:
Με αποικοδόμηση τύπου Hunsdiecker
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση βρωμίου σε φορμυλοαιθανικό άργυρο παράγεται βρωμαιθανάλη - Αντίδραση Hunsdiecker[6]:
Χημική συμπεριφορά και παράγωγα
ΕπεξεργασίαΗ βρωμαιθανόλη είναι μια διλειτουργική ένωση, αφού περιέχει δυο λειτουργικές ομάδες, το βρώμιο 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
ΕπεξεργασίαΤαυτομέρεια με 2-βρωμαιθενόλη
ΕπεξεργασίαΗ βρωμαιθανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της 2-βρωμαιθενόλη. Αυτή η χημική ισορροπία, μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων[8]:
- Το #2 άτομο άνθρακα συνδέεται με βρώμιο, 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(Br)ACH(B)OH.
Αναγωγή προς 2-βρωμαιθανόλη
ΕπεξεργασίαΜε καταλυτική υδρογόνωση, μπορεί να αναχθεί η 2-βρωμαιθανάλη προς 2-βρωμαιθανόλη[9]:
Οξείδωση προς βρωμαιθανικό οξύ
ΕπεξεργασίαΜπορεί να οξειδωθεί προς βρωμαιθανικό οξύ[10];
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
ΕπεξεργασίαΜε προσθήκη ύδατος σε βρωμαιθανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 2-βρωμο-1,1-αιθανοδιόλη[11]:
Προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης
ΕπεξεργασίαΜε προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-βρωμομεθυλο-1,3-διοξολάνιο[12]:
2-βρωμομεθυλο-1,3-διοξολάνιο
Προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης
ΕπεξεργασίαΜε προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-βρωμομεθυλο-1,3-διθειολάνιο[13]:
2-βρωμομεθυλο-1,3-διθειολάνιο
- Το 2-βρωμομεθυλο-1,3-διθειολάνιο μπορεί να υποστεί αποθείωση Raney με νικέλιο και υδρογόνο, σχηματίζοντας μίγμα από βρωμαιθάνιο και αιθάνιο:
2-βρωμομεθυλο-1,3-διθειολάνιο'
Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες
ΕπεξεργασίαΜε 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[14]:
Επίδραση φωσφοροϋλιδίων
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 3-βρωμο-1,2-διαλκυλο-1-προπένιο[15]:
Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων
ΕπεξεργασίαΕίναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=Ο που περιέχει η 3-βρωμο-αιθανάλη. Π.χ.:[16]:
1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 3-βρωμο-2-υδροξυ-προπανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2-υδροξυ-3-βρωμοπροπανικό οξύ:
2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 2-βρωμο-1-υδροξυαιθανοσουλφονικό οξύ:
3. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 2-βρωμο-1,1-διχλωραιθάνιο:
Αλογόνωση
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή 2-βρωμαιθενόλη. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλο-2-βρωμαιθανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά αλοβρωμαιθανάλη[17]:
Επίδραση υδραζωτικού οξέος
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση υδραζωτικού οξέος παράγεται βρωμαιθανονιτρίλιο και βρωμομεθυλαμινομεθανάλη[18]:
Προσθήκη αλκοολών
ΕπεξεργασίαΜε προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-2-βρωμαιθανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 2-βρωμo-1,1-διαλκοξυ-αιθάνιο[19]:
Τριμερισμός
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση οξέος μπορεί να υποστεί τριμερισμό προς 2,4,6-τρι(βρωμομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο[20]:
+ 2,4,6-τρι(βρωμομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο
Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση φθοραιθανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-βρωμομεθυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[21] [22]:
2-βρωμομεθυλοξετάνιο
Αντιδράσεις υποκατάστασης του βρωμίου
Επεξεργασία- Οι αντιδράσεις είναι πιο γρήγορες σε σύγκριση με τις αντίστοιχες αλαιθανάλες των άλλων αλογόνων, πλην του ιωδίου.
Υποκατάσταση από υδροξύλιο
ΕπεξεργασίαΚατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται υδροξυαιθανάλη [23]:
Υποκατάσταση από αλκοξύλιο
ΕπεξεργασίαΜε αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκοξυαιθανάλη[23]:
Υποκατάσταση από αλκινύλιο
ΕπεξεργασίαΜε αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκινυλαιθανάλη. Π.χ.[23]:
Υποκατάσταση από ακύλιο
ΕπεξεργασίαΜε καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει φορμυλομεθυλεστέρα (RCOOCH2CH3)[23]:
Υποκατάσταση από κυάνιο
ΕπεξεργασίαΜε κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει φορμυλαιθανονιτρίλιο[23]:
Υποκατάσταση από αλκύλιο
ΕπεξεργασίαΜε αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλδεΰδη[23]:
Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο
ΕπεξεργασίαΜε όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει υδροθειαιθανάλη[23]:
Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο
ΕπεξεργασίαΜε θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλοθειαιθανάλη[23]:
Υποκατάσταση από ιώδιο
ΕπεξεργασίαΜε ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει ιωδαιθανάλη[23]:
Υποκατάσταση από φθόριο
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε βρωμαιθανάλη, παράγεται φθοραιθανάλη[24]:
Υποκατάσταση από νιτροομάδα
ΕπεξεργασίαΜε νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει νιτραιθανάλη[25]:
Υποκατάσταση από φαινύλιο
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται φαινυλαιθανάλη[26]:
Αναγωγή
Επεξεργασία1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται αιθανόλη[27]:
2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται αιθανόλη[28]:
3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται αιθανάλη[29]:
4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.[30]:
Αντίδραση απόσπασης
ΕπεξεργασίαΜε απόσπαση υδροβρωμίου (HBr) από βρωμαιθανάλη παράγεται αιθενόνη[31]:
Επίδραση καρβενίων
ΕπεξεργασίαΠαρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 3-βρωμοπροπανάλη, βρωμοπροπανόνη και βρωμομεθυλοξιράνιο[32]:
βρωμομεθυλοξιράνιο
Η βρωμαιθανάλη και τα γονίδια
ΕπεξεργασίαΗ βρωμαιθανάλη χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη της δευτεροταγούς δομής του DNA[33]
Αρκετές μεταβολές της χρωματίνης, που εξαρτώνται από διέγερση, μπορούν να ανιχνευθούν με τεχνικές «χαρτογράφησης», χρησιμοποιώντας τέσσερις (4) διαφορετικούς παράγοντες: DNAάση I, Micrococcus νουκλεάση, βρωμαιθανάλη και μεθυλιοδιοπροπυλ X-EDTA σιδηρο(ΙΙ)[34].
Αναφορές και σημειώσεις
Επεξεργασία- ↑ Υπολογίστηκε με βάση το χημικό του τύπο και τις αναφερόμενες ατομικές μάζες στα άρθρα των χημικών στοιχείων που το αποτελούν.
- ↑ «Διαδικτυακός τόπος chemindustry.com». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 25 Μαρτίου 2016. Ανακτήθηκε στις 11 Σεπτεμβρίου 2013.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.3δ.
- ↑ 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.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2. και σελ. 187, §7.3.3α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2 και §9.5.5β
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.13.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.5b.
- ↑ E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341.
- ↑ 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: .
- ↑ 23,0 23,1 23,2 23,3 23,4 23,5 23,6 23,7 23,8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α.
- ↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §3.2. σελ.54
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β.
- ↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
- ↑ SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
- ↑ Fluorescence study of secondary structure of DNA within bacteriophage lambda. Shurdov, M.A., Kiyanov, S.V. FEBS Lett. (1983) [Pubmed].
- ↑ Chromatin structure and induction-dependent conformational changes of human interferon-beta genes in a mouse host cell. Bode, J., Pucher, H.J., Maass, K. Eur. J. Biochem. (1986) [Pubmed]
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.