Φθοροπροπαδιένιο
Το προπαδιενυλοφθορίδιο[2] ή φθοροπροπαδιένιο ή φθοροαλλένιο είναι η χημική ένωση με χημικό τύπο C3H3F και σύντομο συντακτικό CH2=C=CHF. Ανήκει στα αλκαδιενυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα με δύο (2) διπλούς δεσμούς, οργανομονοαλογονίδια. Τα δυο (3) άτομα άνθρακα του αλλενικού δεσμού[3] βρίσκονται σε υβριδισμό sp2-sp-sp2. Έχει τα ακόλουθα τέσσερα (4) ισομερή θέσης:
- Προπινυλοφθορίδιο-1 ή 1-φθοροπροπίνιο.
- Προπινυλοφθορίδιο-3 ή 3-φθοροπροπίνιο.
- Κυκλοπροπυλενοφθορίδιο-1 ή 1-φθοροκυκλοπροπένιο.
- Κυκλοπροπυλενοφθορίδιο-3 ή 3-φθοροκυκλοπροπένιο.
Φθοροπροπαδιένιο | |
---|---|
Γενικά | |
Όνομα IUPAC | Φθοροπροπαδιένιο Φθοροπροπαδιένιο |
Άλλες ονομασίες | Φθοροαλλένιο |
Χημικά αναγνωριστικά | |
Χημικός τύπος | C3H3F |
Μοριακή μάζα | 58,0543 amu[1] |
Σύντομος συντακτικός τύπος |
CH2=C=CHF |
SMILES | C=C=CF |
InChI | InChI=1/C3H3F/c1-2-3-4/h3H,1H2 |
ChemSpider ID | 553519 |
Ισομέρεια | |
Ισομερή θέσης | 4 Προπινυλοφθορίδιο-1 Προπινυλοφθορίδιο-3 Κυκλοπροπυλενοφθορίδιο-1 Κυκλοπροπυλενοφθορίδιο-3 |
Φυσικές ιδιότητες | |
Πυκνότητα | 751 kg/m3 |
Τάση ατμών | 2710 mmHg (25°C) |
Χημικές ιδιότητες | |
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). |
Μοριακή δομή
ΕπεξεργασίαΔεσμοί | ||||
Δεσμός | τύπος δεσμού | ηλεκτρονική δομή | Μήκος δεσμού | Ιονισμός |
---|---|---|---|---|
C-H | σ | 2sp2-1s | 99 pm | 3% C- H+ |
C=C | σ | 2sp2-2sp | 127 pm | |
π | 2py-2py | |||
π | 2pz-2pz | |||
C-F | σ | 2sp2-2sp3 | 129 pm | 43% C+ F- |
Παραγωγή
ΕπεξεργασίαΜε απόσπαση υδραλογόνου
ΕπεξεργασίαΜε απόσπαση δύο μορίων υδραλογόνου (HX) από 1,3-διαλο-1-φθοροπροπάνιο παράγεται προπαδιενυλοφθορίδιο. Καλύτερα αποτελέσματα αν τα άλλα αλογονίδια (X) να μην είναι φθόριο.[4]:
Με απόσπαση αλογόνου
ΕπεξεργασίαΜε απόσπαση δύο μορίων αλογόνου (X2) από 1,2,2,3-τετρααλο-1-φθοροπροπάνιο παράγεται προπαδιενυλοφθορίδιο. Καλύτερα αποτελέσματα αν τα άλλα αλογονίδια (X) να μην είναι φθόριο.[5]:
Χημικές ιδιότητες και παράγωγα
Επεξεργασία- Επειδή έχει δύο (2) διπλούς δεσμούς, υπάρχει η δυνατότητα για δύο (2) αντιδράσεις προσθήκης.
- Δίνει επίσης αντιδράσεις υποκατάστασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το χειρότερο για τέτοιες αντιδράσεις.
Αντιδράσεις προσθήκης
ΕπεξεργασίαΟζονόλυση
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε προπαδιένιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε μεθανάλη, μεθανοϋλοφθορίδιο και διοξείδιο του άνθρακα[6]:
Διυδροξυλίωση
ΕπεξεργασίαΗ διυδροξυλίωση προπαδιενυλοφθοριδίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2[7]:
1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει οξοπροπανάλη:
2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου. Παράγει οξοπροπανάλη:
3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει οξοπροπανάλη:
4. Μέθοδος Woodward. Παράγει οξοπροπανάλη:
- Ενδιάμεσα των μεθόδων 1-4 παράγεται 1-φθοροπροπεν-2-διόλη-1,2 (ασταθής ενόλη) που αφυδροφθοριώνεται και ισομερειώνεται σε οξοπροπανάλη.
5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε αιθένιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Prins. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 4-υδροξυ-3-φθοροβουτανόνη:
- Ενδιάμεσα παράγεται 2-φθοροβουτεν-3-διόλη-1,3 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε 4-υδροξυ-3-φθοροβουτανόνη.
Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγεται τελικά διοξείδιο του άνθρακα και μεθανοϋλοφθορίδιο[8]:
- Ενδιάμεσα παράγεται και μεθανικό οξύ:
Ενυδάτωση
Επεξεργασία1. Επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση). Παράγεται προπεν-2-άλη[9]:
- Ενδιάμεσα παράγεται 1-φθοροπροπεν-2-όλη-1, που αφυδροφθοριώνεται σε προπεν-2-όλη-1 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε προπεν-2-άλη.
2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται τρι(1-(φθορομεθυλο)αιθενυλο)βοράνιο, μετά 3-φθοροπροπενόλη-2 και τέλος φθοροπροπανόνη[10]:
- Προσθήκη διβορανίου έχει το ίδιο αποτέλεσμα.
3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο και έπειτα αναγωγή. Παράγεται τελικά προπεν-2-άλη
Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε προπαδιενυλοφθορίδιο παράγεται τελικά 2-αλοπροπεν-2-άλη[11]:
- Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:
- Ενδιάμεσα παράγεται 2-αλο-1-φθοροπροπεν-2-όλη-1 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε 2-αλοπροπεν-2-άλη.
Καταλυτική υδρογόνωση
ΕπεξεργασίαΜε καταλυτική υδρογόνωση προπαδιενυλοφθορίδιου σχηματίζεται αρχικά αλλυλορθορίδιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδρογόνου) προπυλοφθορίδιο[12]:
Αλογόνωση
ΕπεξεργασίαΜε προσθήκη αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε προπαδιενυλοφθορίδιο έχουμε προσθήκη στους διπλούς δεσμούς. Παράγεται αρχικά 2,3-διαλο-1-φθοροπροπένιο και στη συνέχεια, με περίσσεια αλογόνου, 1,2,2,3-τετρααλο-1-φθοροπροπάνιο. Π.χ.[13]:
Υδραλογόνωση
ΕπεξεργασίαΜε προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε προπαδιενυλοφθορίδιο παράγεται αρχικά 1-αλο-1-φθοροπροπένιο και στη συνέχεια, με περίσσεια υδραλογόνου, 1,2-διαλο-1-φθοροπροπάνιο[14]:
Υδροκυάνωση
ΕπεξεργασίαΜε προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε προπαδιενυλοφθορίδιο παράγεται 2-φθοροβουτεν-3-νιτρίλιο:
Καταλυτική φορμυλίωση
ΕπεξεργασίαΜε προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε προπαδιένιο παράγεται 2-φθοροβουτεν-3-άλη ή (φθορομεθυλο)προπεν-2-άλη. Π.χ.:
- Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
- Όπου . Εξαρτάται απο την επιλογή του καταλύτη. Οι σχετικά ογκώδεις καταλύτες ευνοούν το δεύτερο παραγωγο.
Αντιδράσεις υποκατάστασης
ΕπεξεργασίαΥποκατάσταση από υδροξύλιο
ΕπεξεργασίαΥδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) αρχικά προς προπαδιενόλη και τελικά προς προπεν-2-άλη[15]:
Παραγωγή αιθέρα
ΕπεξεργασίαΜε αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλοοπροπαδιενυλοαιθέρα[15]:
Παραγωγή αλκαδιενίνιου
ΕπεξεργασίαΜε αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς αλκαδιενίνιο. Π.χ.[15]:
Παραγωγή εστέρα
ΕπεξεργασίαΜε καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβονικό προαπδιενυλοεστέρα[15]:
Παραγωγή νιτριλίου
ΕπεξεργασίαΜε κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς βουταδιενονιτρίλιο [15]:
Παραγωγή αλκαδιένιου
ΕπεξεργασίαΜε αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκάνιο[15]:
Παραγωγή θειάλης
ΕπεξεργασίαΜε όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) αρχικά προς προπαδιενοθειόλη και τελικά προς προπεν-2-θειάλη [15]:
Παραγωγή θειαιθέρα
ΕπεξεργασίαΜε θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλoπροπαδιενυλοθειαιθέρα [15]:
Παραγωγή προπαδιενυλοϊωδίδιου
ΕπεξεργασίαΜε ιωδιούχο νάτριο (NaI) προς προπαδιενυλοϊωδίδιο[15]:
Παραγωγή νιτροπαραγώγων
ΕπεξεργασίαΜε νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς νιτροπροπαδιένιο [16]:
Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων
Επεξεργασία1. Με λίθιο (Li). Παράγεται μεθυλολίθιο:
2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)[17]:
Παραγωγή φαινυλοπροπαδιενίου
ΕπεξεργασίαΜε αιθινυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται φαινυλοπροπαδιένιο:
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
Αναφορές και παρατηρήσεις
Επεξεργασία- ↑ Δικτυακός τόπος ChemSpider
- ↑ Οι αριθμοί θέσης 1,2 για τους διπλούς δεσμούς και 1 για το φθόριο παραλείπονται, γιατί εννοούνται.
- ↑ Δύο συνεχόμενοι διπλοί δεσμοί
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.10.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.1.
- ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 15,5 15,6 15,7 15,8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH2=C=CH, X = F.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH2=C=CH, X = F.