Μεθυλυδροϋπεροξείδιο

To μεθυλυδροϋπεροξείδιο (αγγλικά: methylhydroperoxide) ή μεθυλοδιοξειδάνιο ή υδροϋπεροξυμεθάνιο είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο CH₄O₂ και ημισυντακτικό τύπο CH₃O₂H. Είναι το απλούστερο οργανικό υπεροξείδιο και αποτελεί «τυπικό» υδατάνθρακα.

Μεθυλυδροϋπεροξείδιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Μεθυλυδροϋπεροξείδιο Μεθυλοδιοξειδάνιο
Άλλες ονομασίες	Υδροϋπεροξυμεθάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	CH4O2
Μοριακή μάζα	48,04 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3O2H
Αριθμός CAS	3031-73-0
SMILES	COO
InChI	1S/CH4O2/c1-3-2/h2H,1H3
PubChem CID	18199
ChemSpider ID	17190
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	1 Μεθανοδιόλη
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο βρασμού	78,1°C
Πυκνότητα	982 kg/m³
Δείκτης διάθλασης , nD	1,329
Τάση ατμών	63,3±0,3 mmHg
Εμφάνιση	Άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	1,1°C
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Παραγωγή

Πολλές οργανομεταλλικές ενώσεις έχουν την τάση να εισάγουν μοριακό οξυγόνο σε δεσμούς C-M, όπου M μέταλλο, ενώ τα ηλεκτροθετικά μέταλλα είναι ευαίσθητα στην παρουσία νερού. Οι ιδιότητες αυτές αξιοποιούνται για την παραγωγή οργανικών υπεροξειδίων.

Πιο συγκεκριμένα, το μεθυλυδροϋπεροξείδιο μπορεί να παραχθεί με επίδραση οξυγόνου σε μεθυλολίθιο ή μεθυλομαγνησιοαλογονίδιο (CH₃MgX), ακολουθούμενη από υδρόλυση:

$\mathrm {CH_{3}Li+O_{2}{\xrightarrow[{-10^{o}C}]{|Et_{2}O|}}CH_{3}O_{2}Li{\xrightarrow {+H_{2}O}}CH_{3}O_{2}H+LiOH}$

ή

$\mathrm {CH_{3}MgX+O_{2}{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}O_{2}MgX{\xrightarrow {+H_{2}O}}CH_{3}O_{2}H+Mg(OH)X\downarrow }$

Χημική συμπεριφορά

Αυτοδιάσπαση

Το μεθυλυδροϋπεροξείδιο είναι ασταθές και αυτοδιασπάται με εξώθερμη αντίδραση. Σε αραιά διαλύματα σχηματίζει ελεύθερες ρίζες CH₃O^• και ^•OH, που μπορούν να προκαλέσουν την έναρξη σειράς αντιδράσεων πολυμερισμού. Σε χημικά καθαρή μορφή μπορεί να χρειαστεί κάποια θερμότητα για την έναρξη της διαδικασίας, αλλά χρειάζεται προσοχή, γιατί η επιπλέον θερμότητα που παράγεται από την εξώθερμη διάσπαση κάνει τη διάσπαση αυτοεπιταχυνόμενη. Γενικά, έχουμε τις ακόλουθες αντιδράσεις διάσπασης:

$\mathrm {CH_{3}O_{2}H{\xrightarrow {}}CH_{3}O^{\bullet }+\ ^{\bullet }OH}$

$\mathrm {CH_{3}O_{2}H{\xrightarrow {\triangle }}CH_{3}OH+|O|}$

Ενεργό οξυγόνο

Το θεωρητικό ποσοστό σε «ενεργό οξυγόνο» για το μεθυλυδροϋπεροξείδιο είναι A[O]_θ% = 16/48·100% ≈ 33,3%.

Παραγωγή εποξειδίων από αλκένια

Οξειδώνει αλκένια στα αντίστοιχα εποξείδια. Για παράδειγμα, οξειδώνει αιθένιο σε οξιράνιο:

$\mathrm {CH_{3}O_{2}H+CH_{2}=CH_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}OH+}$

Αναγωγή σε μεθανόλη

Ανάγεται σε μεθανόλη από λιθιοαργιλιοϋδρίδιο και από εστέρες του φωσφορώδους οξέος. Οι τελευταἰοι οξειδώνονται στους αντίστοιχους εστέρες του φωσφορικού οξέος:

$\mathrm {4CH_{3}O_{2}H+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}4CH_{3}OH+LiAlO_{2}+2H_{2}O}$

και

$\mathrm {CH_{3}O_{2}H+R_{3}PO_{3}{\xrightarrow {}}4CH_{3}OH+R_{3}PO_{4}}$

Μετατροπή σε μεθανάλη

Με επίδραση ισχυρής βάσης, όπως το υδροξείδιο του καλίου, το μεθυλυδροϋπεροξείδιο μπορεί να μετατραπεί σε μεθανάλη και νερό, μέσω ανασχηματισμού Kornblum–DeLaMare:

$\mathrm {CH_{3}O_{2}H{\xrightarrow {KOH}}HCHO+H_{2}O}$

Πηγές

• 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.
• Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985