Το κυκλοπροπυλοϊωδίδιο ή ιωδοκυκλοπροπάνιο[2] έχει χημικό τύπο είναι C3H5I και σύντομο συντακτικό Cyclopropyl iodide.svg. Ανήκει στα κυκλοαλκυλοαλογονίδια, δηλαδή στα μονοϊσοκυκλικά κορεσμένα οργανομονοαλογονίδια. Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:

  1. Προπενυλοϊωδίδιο-1 ή 1-ιωδοπροπένιο.
  2. Ισοπροπενυλοϊωδίδιο ή 2-ιωδοπροπένιο.
  3. Αλλυλοϊωδίδιο ή 3-ιωδοπροπένιο.
Ιωδοκυκλοπροπάνιο
Cyclopropyl iodide.svg
Γενικά
Όνομα IUPAC Ιωδοκυκλοπροπάνιο
Ιωδοκυκλοπροπάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C3H5I
Μοριακή μάζα 167,97747 amu[1]
SMILES IC1CC1
Δομή
Μοριακή γεωμετρία ο δακτύλιος των ανθρακατόμων σχηματίζει ισόπλευρο τρίγωνο
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 3
ισοπροπενυλοϊωδίδιο
προπενυλοϊωδίδιο-1
αλλυλοϊωδίδιο
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

ΚυκλοπροπάνιαΕπεξεργασία

«Κυκλοπροπάνια» ονομάζονται τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο, που αποτελεί και το χαρακτηριστικό της δομής τους. Οι πλευρικές αλυσίδες, όταν υπάρχουν, διαμορφώνονται όπως στα αλκάνια. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της μοριακής δομής τους είναι η εμφάνιση γωνίας δεσμού   που είναι η συνηθισμένη γωνία δεσμού sp3-sp3 που αντιστοιχεί σε κορεσμένο. Ύστερα από ενεργειακή ανάλυση των πιθανών δομών - μοριακών μοντέλων με κβαντομηχανικές μεθόδους προέκυψε ως πιθανότερη η εκδοχή του sp2 υβριδισμού και της δημιουργίας δύο μοριακών τροχιακών τριών κέντρων (των τριών ατόμων C), σ (2sp2-2sp2-2sp2) και π (2p-2p-2p), με 3 ηλεκτρόνια ανά μοριακό τροχιακό, ώστε να χρησιμοποιηθούν τα 6 διαθέσιμα ηλεκτρόνια των 3 ατόμων C (τα άλλα 6 χρησιμοποούνται για τους 6 σ δεσμούς με τα 6 άτομα υδρογόνου ή και τα αλκύλια). Αντί δηλαδή των κλασσικών 3 ομοιοπολικών δεσμών δύο κέντρων μεταξύ των ατόμων C, υπάρχουν 2 ομοιοπολικοί δεσμοί τριών κέντρων.[3]

 

Εξαιτίας αυτού του γεγονότος προκύπτει η λεγόμενη «ενέργεια τάσης δεσμών» που συνυπολογίζει την ενέργεια παραμόρφωσης δεσμικής γωνίας (κατά Baeyer), που οφείλεται στη διαφορά γωνίας από την κανονική, και την ενέργεια στρέψης (κατά Piltzer), που οφείλεται στην αδυναμία του συστήματος να στρέψει τους δεσμούς του και να πάρει διαμόρρφωση αποφυγής των απώσεων τύπου Van der Waals, που αναπτύσσονται από την προσέγγιση αλληλοαπωθούμενων ατόμων και ομάδων αυτών. Ενώ λοιπόν το ισομερές προπένιο έχει θερμότητα ολικής καύσης 1.971 kcal/mole το κυκλοπροπάνιο έχει 2.088 kcal/mole. Το ΔQ = 117 kJ/mole αντιστοιχεί ακριβώς στην επιπλέον ενέργεια που παγιδεύει η ιδιάζουσα δομή του τριμελή δατυλίου.[4] Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3. Το μόριο του κυκλοπροπυλοϊωδίδιου διαφέρει από του κυκλοπροπάνιου στο ότι έχει ένα άτομο ιωδίου αντί ενός ατόμου υδρογόνου.

ΠαραγωγήΕπεξεργασία

Βινυλοϊωδίδιο και μεθυλένιοΕπεξεργασία

Με προσθήκη μεθυλενίου ([:CH2]) σε βινυλοϊωδίδιο (CH2=CHI), μέσω του ζεύγους μεθυλενοδιιωδίδιου (CH2I2) - ψευδαργύρου (Zn)[5]:

   

Με φωτοχημική ιωδίωση κυκλοπροπανίουΕπεξεργασία

Με φωτοχημική ιωδίωση υποκατάστασης υδρογόνου, στο κυκλοπροπάνιο που έχει 6 ισότμα άτομα υδρογόνου για φωτοχημική αντικατάσταση από ιώδιο, προκύπτει μόνο κυκλοπροπυλοϊωδίδιο[6]:

     

  • Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης (κυκλο)αλκανίων. Παράγονται και πολυβρωμπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας κυκλοπροπανίου.
  • Η αντίδραση ευνοείται περισσότερο με τη θέρμανση και λιγότερο με την ακτινοβόληση.

Υποκατάσταση του υδροξυλίου σε κυκλοπροπανόληΕπεξεργασία

1. Με επίδραση υδροϊωδίου (HI) σε κυκλοπροπανόλη [7]:

    

2. Η υποκατάσταση του υδροξυλίου (OH) ιώδιο (I) στην κυκλοπροπανόλη μπορεί να γίνει και με τριϊωδιούχο φωσφόρο (PI3)[8]:

       

Από κυκλοπροπένιοΕπεξεργασία

Με υδροϊωδίωση κυκλοπροπενίου παράγεται κυκλοπροπυλοϊωδίδιο[9]:

    

Από κυκλοπροπυλοβρωμίδιοΕπεξεργασία

Με υποκατάσταση βρωμίου από ιώδιο σε κυκλοπροπυλοβρωμίδιο[10]:

     

Χημικές ιδιότητεςΕπεξεργασία

  • Τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο (δηλαδή τα «κυκλοπροπάνια»), και τα παράγωγά τους, έχουν αρκετή ενέργεια τάσης δεσμών για να δώσουν προσθηκοδιάσπαση-1,3, αλλά κάτω από πιο έντονες συνθήκες και με μικρότερη ταχύτητα αντίδρασης σε σχέση με τα αλκένια[11]:
  • Ο όρος «προσθηκοδιάσπαση» σημαίνει διάσπαση δακτυλίου και προσθήκη στα άκρα της αλυσίδας που προκύπτει.
  • Εκτός των παραπάνω υπάρχει και η δυνατότητα αντιδράσεων με το ιώδιο, προς διάφορα άλλα παράγωγα:

Αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3 στον κυκλοπροπανικό δακτύλιοΕπεξεργασία

Προσθήκη αλογόνουΕπεξεργασία

Με επίδραση αλογόνου είναι δυνατό να γίνει 1,3-προσθηκοδιάσπαση, οπότε παράγεται κυρίως 1-ιωδο-1,3-διαλοπροπάνιο

   

Καταλυτική 1,3-υδρογόνωσηΕπεξεργασία

Με καταλυτική υδρογόνωση - Παράγεται κυρίως προπυλοϊωδίδιο:

   

Υδραλογόνωση-1,3Επεξεργασία

Με υδραλογόνο (ΗΧ) - Παράγεται κυρίως 1-αλο-1-ϊωδοπροπάνιο:

   

Υδροξυαλογόνωση-1,3Επεξεργασία

Με υπαλογονώδες οξύ (HOX) - Παράγεται τελικά κυρίως 3-αλοπροπανάλη, μέσω 3-αλο-1-ϊωδοπροπανόλης-1 και 3-αλοπροπεν-1-όλης-1.

  

Ενυδάτωση-1,3Επεξεργασία

Με επίδραση θειικού οξέως σε κυκλοπροπάνιo παράγεται τελικά κυρίως προπανάλη:

   

Διυδροξυλίωση-1,3Επεξεργασία

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε κυκλοπροπάνιo, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται τελικά κυρίως 3-υδροξυπροπανάλη:

   

Αντιδράσεις υποκατάστασης ιωδίουΕπεξεργασία

  • Οι αντιδράσεις είναι ταχύτερες σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλογονίδια των άλλων αλογόνων.

Παραγωγή αλκοόληςΕπεξεργασία

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς κυκλοπροπανόλη[10]:

     

Παραγωγή αιθέραΕπεξεργασία

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλμεθυλαιθέρα (CH3OR)[10]:

     

Παραγωγή κυκλοαλκινίουΕπεξεργασία

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς κυκλοαλκίνιο. Π.χ.[10]:

     

Παραγωγή νιτριλίουΕπεξεργασία

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς κυκλοπροπυλομεθανονιτρίλιο (CH3CN)[10]:

     

Παραπομπές και σημειώσειςΕπεξεργασία

  1. Ελλείψει άμεσης πληροφόρησης προέκυψε από τον ακόλουθο υπολογισμό: ΜΜ(κυκλοπροπυλοβρωμίδιου) + ΑΜ(Ι) - ΑΜ(Br)
  2. Ο αριθμός θέσης 1- παραλήπεται γιατί εννοείται.
  3. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.127-128, §6.2.
  4. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985, Σελ. 125-126, §6.1.
  5. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 138, §9.2Β5β.
  6. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 43-46 §4.4.3.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.1, R = κυκλοπροπύλιο, X = I.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.2, R = κυκλοπροπύλιο
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1., X = I
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  11. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ.24, §1.2.

ΠηγέςΕπεξεργασία

  • 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