Άνοιγμα κυρίου μενού

To κουμένιο ή ισοπροπυλοβενζόλιο ή ισοπροπυλοβενζένιο ή ισοπροπυλοκυκλοεξατριένιο ή 2-φαινυλοπροπάνιο είναι ένα αρένιο με σύντομο συντακτικό τύπο PhCH(CH3)2. Σχεδόν όλο το κουμένιο που παράγεται σε καθαρή κατάσταση σε βιομημανική κλίμακα μετατρέπεται, μέσω της διεργασίας κουμενίου, σε δυο σημαντικά χημικά προϊόντα, τη φαινόλη και την προπανόνη.

Κουμένιο
Cumene-skeletal.svg
Cumene-3D-balls.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Μεθυλαιθυλοβενζένιο
Άλλες ονομασίες Κουμένιο
Ισοπροπυλοβενζόλιο

Ισοπροπυλοβενζένιο
Ισοπροπυλοοκυκλοεξατριένιο
2-φαινυλοπροπάνιο

Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C9H12
Μοριακή μάζα 120,19 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
PhCH(CH3)2
Συντομογραφίες PhiPr, ΦiPr, IPB
Αριθμός CAS 98-82-8
SMILES CC(C)c1ccccc1
CC(C)C1=CC=CC=C1
InChI 1S/C9H12/c1-8(2)9-6-4-3-5-7-9/h3-8H,1-2H3
Αριθμός RTECS GR8575000
Αριθμός UN 8Q54S3XE7K
PubChem CID 7406
ChemSpider ID 7128
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης >7
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -96°C
Σημείο βρασμού 152°C
Πυκνότητα 862 kg/m3
Ιξώδες 0,777 cP (21°C)
Εμφάνιση άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Βαθμός οκτανίου 132[1]
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
43°C
Επικινδυνότητα
Hazard F.svg
Εύφλεκτο (F)
Φράσεις κινδύνου R10,R37,R51/53,R65
Φράσεις ασφαλείας S24,S37,S61,S62
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

ΔομήΕπεξεργασία

Δεσμοί[2]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C#1΄,#2΄,#1΄΄-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C#2-#6-H σ 2sp2-1s 106 pm 3% C- H+
C#1-#6-C#2-#6,#1 σ 2sp2-2sp2 147 pm
C#1...C#6' π[3] 2p-2p 147 pm
C#1΄-C#1 σ 2sp3-2sp2 151 pm
C#1΄-C#2' σ 2sp3-2sp3 154 pm
C#1΄-C#1΄΄ σ 2sp3-2sp3 154 pm
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
C#2΄,#1΄΄ -0,09
C#2-#6,#1΄ -0,03
C#1 0,00
H +0,03

ΠαραγωγήΕπεξεργασία

Ισοπροπυλίωση βενζολίουΕπεξεργασία

1. Βιομηχανικά γίνεται συνήθως με καταλυτική προσθήκη βενζολίου σε προπένιο[4]:

 

2. Με ισοπροπυλίωση βενζολίου κατά Friedel-Crafts, παράγεται κουμένιο[5]:

 

Μέθοδος FittingΕπεξεργασία

Από φαινυλαλογονίδιο (PhX), με τη μεθοδο Fitting, παράγεται κουμένιο[6]:

 

Μέθοδος GrignardΕπεξεργασία

Από φαινυλαλογονίδιο (PhX), με τη μέθοδο Grignard, παράγεται κουμένιο[7]:

 

Με αποκαρβοξυλίωση κατάλληλων καρβοξυλικών οξέωνΕπεξεργασία

1. Από 2-φαινυλοβουτανικό οξύ, με αποκαρβοξυλίωση παράγεται κουμένιο[8]:

 
 

2. Aπό οποιοδήποτε ισοπροπυλοβενζοϊκό οξύ:

 
 

Με αναγωγή οξυγονούχων ενώσεωνΕπεξεργασία

1. Από οποιαδήπτε ισοπροπυλοφαινόλη, με αποξυγόνωση, παράγεται κουμένιο[9]:

 

2. Από 2-φαινυλοπροπανάλη, με τη μέθοδο Wolff-Kishner, παράγεται κουμένιο.[10] Π.χ.:

 

Χημική συμπεριφορά και παράγωγαΕπεξεργασία

  • Ο βενζολικός δακτύλιος στο κουμένιο είναι ελαφρά ενεργοποιημένος σε σχέση με το βενζόλιο, με αποτέλεσμα οι αντιδράσεις αρωματικής ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης να γίνονται με λίγο μεγαλύτερη ταχύτητα και παράγονται κυρίως ο- και π- διπαράγωγα του βενζολίου.
  • Οι περισσότερες απόπειρες υποκατάστασης των υδρογόνων έχουν σαν αποτέλσμα την υποκατάσταση και εκείνων τοu αρωματικού δακτυλίου. Ο μόνος μηχανισμός που ευνοεί την υποκατάσταση στο ισοπροπύλιο είναι ο SN2, που ευνοείται από απρωτικούς και μη πολικούς διαλύτες. O SN1 μηχανισμός και η φωτοχημική αλογόνωση ευνοεί την υποκατάσταση στον αρωματικό δακτύλιο.

Καταλυτική οξείδωσηΕπεξεργασία

Με καταλυτική οξείδωση κουμένιου παράγεται φαινόλη και προπανόνη[11]:

 

Καταλυτική αφυδρογόνωσηΕπεξεργασία

Αυτή είναι μια βιομηχανική εφαρμογή του κουμένιου, από την οποία παράγεται 2-φαινυλοπροπένιο:

 

ΝίτρωσηΕπεξεργασία

Με νίτρωση παράγει o- και π- ισοπροπυλονιτροβενζόλιο[12]::

 

ΣουλφούρωσηΕπεξεργασία

Με σουλφολυρωση παράγει o- και π- ισοπροπυλοβενζοσουλφονικό οξύ[12]:

 

ΑλογόνωσηΕπεξεργασία

Με αλογόνωση παράγει o- και π- αλισοπροπυλοβενζόλιο[12]:

 

  • όπου Χ Cl ή Br. Τα άλλα φαινυλαλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση KI ή Hg2F2, αντίστοιχα.
  • Ειδικά για το βρώμιο καλύτερος καταλύτης είναι ο FeBr3.
  • Αν χρησιμοποιηθεί φωτοχημική αλογόνωση παράγεται κυρίως PhCX(CH3)2.

ΑλκυλίωσηΕπεξεργασία

Αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts[12]:

 

ΑκυλίωσηΕπεξεργασία

Ακυλίωση κατά Friedel-Crafts[12]:

 

ΥδροξυλίωσηΕπεξεργασία

Υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts προς o- και π- ισοπροπυλοφαινόλη[12]:

 

ΑμίνωσηΕπεξεργασία

Αμίνωση κατά Friedel-Crafts προς o- και π- ισοπροπυλανιλίνη[12]:

 

ΚαρβοξυλίωσηΕπεξεργασία

Καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts προς o- και π- ισοπροπυλοβενζοϊκό οξύ[12]:

 

ΑναγωγήΕπεξεργασία

Αναγωγή προς ισοπροπυλοκυκλεξάνιο[13]:

 

ΟζονόλυσηΕπεξεργασία

Με οζονόλυση παράγονται αιθανοδιάλη και 3-μεθυλο-2-οξοβουτανάλη[14]:

 

ΟξείδωσηΕπεξεργασία

Με οξείδωση με KMnO4 παράγεται 2-φαινυλοπροπανόλη-2[14]:

 

ΑλομεθυλίωσηΕπεξεργασία

Με αλομεθυλίωση κατά Blanc παράγονται ορθοαλομεθυλισοπροπυλοβενζόλιο και παρααλομεθυλισοπροπυλοβενζόλιο[15]::

 

Επίδραση καρβενίωνΕπεξεργασία

Με μεθυλένιο προς μεθυλισοπροπυλοβενζόλια, δευτεροταγές βουτυλοβενζόλιο, τριτοταγές βουτυλοβενζόλιο και ισοπροπυλοκυκλοεπτατριένια:

 

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και γι' αυτό επικρατεί η αναλογία που προκύπτει από την αναλογία των ατόμων υδρογόνου: 12 συνολικά άτομα: 7 στο iPr και 5 στο βενζολικό δακτύλιο. Με παρεμβολή στους 6 αρωματικούς δεσμούς σχηματίζονται 3 ισομερή ισοπροπυλοκυκλοεπτατριένια.

Aναφορές και σημειώσειςΕπεξεργασία

  1. [www.elmhurst.edu/.../515gasolinecpd.html]
  2. 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.
  3. Δεσμός 6 κέντρων και 6 ηλεκτρονίων
  4. The Innovation Group website, page accessed 15/11/07
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 ,σελ. 358, §16.3.Γ1 και σελ. 359, §16.4.4.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 ,σελ. 359, §16.4.3.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982,σελ. 359, §16.4.5.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 ,σελ. 359, §16.4.6α.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 359, §16.4.6β.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 152, §6.2.6β.
  11. Manfred Weber, Markus Weber, Michael Kleine-Boymann "Phenol" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2004, Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a19_299.pub2.
  12. 12,0 12,1 12,2 12,3 12,4 12,5 12,6 12,7 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.1.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.2.
  14. 14,0 14,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.3.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.5.

ΠηγέςΕπεξεργασία

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