1-ιωδοπροπάνιο

Το 1-ιωδοπροπάνιο ή 1-προπυλιωδίδιο είναι μια χημική ένωση με χημικό τύπο C₃H₇I. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκυλαλογονιδίων. Στην εμφάνιση είναι ένα άχρωμο εύφλεκτο υγρό, στις συνηθισμένες συνθήκες (T = 25 °C, P = 1 atm). Έχει ένα (1) μόνο ισομερές θέσης, το 2-ιωδοπροπάνιο.

1-ιωδοπροπάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	1-ιωδοπροπάνιο
Άλλες ονομασίες	1-προπυλιωδίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H7I
Μοριακή μάζα	170,01 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3CH2CH2I
Συντομογραφίες	PrIr, 1-IP
Αριθμός CAS	107-08-4
SMILES	CCCI
InChI	1S/C3H7I/c1-2-3-4/h2-3H2,1H3
Αριθμός EINECS	203-460-2
Αριθμός UN	2392
PubChem CID	33643
ChemSpider ID	31029
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	1 2-ιωδοπροπάνιο
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-101 °C
Σημείο βρασμού	102-103 °C
Πυκνότητα	1.747 kg/m3
Διαλυτότητα στο νερό	1,1 kg/m3 (20 °C)
Διαλυτότητα σε άλλους διαλύτες	Πλήρως διαλυτό σε αιθανόλη διαιθυλαιθέρα.
Ιξώδες	7,438 cP (20 °C)
Δείκτης διάθλασης , nD	1,5051
Τάση ατμών	5,733 kPa
Εμφάνιση	Άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	44 °C
Επικινδυνότητα
Πιθανό καρκινογόνο Πιθανώς βλαβερό σε τυχόν κατάπωση Πιθανώς βλαβερό αν απορροφηθεί από το δέρμα.
Φράσεις κινδύνου	R10, R20, R36/37/38 R52/53
Φράσεις ασφαλείας	S26
LD50	>1,8 g/kg
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Ονοματολογία

Η ονομασία «1-ιωδοπροπάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει χαρακτηριστικές ομάδες που έχουν χαρακτηριστικές καταλήξεις. Το αρχικό πρόθεμα «ιωδο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου ιωδίου ανά μόριο της ένωσης. Τέλος, ο αριθμός θέσης «1-» δηλώνει ότι το άτομο του ιωδίου ενώνεται το ακραίο (#1) άτομο άνθρακα της ανθρακικής του αλυσίδας.

Μοριακή δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
C-C	σ	2sp3-2sp3	154 pm
C-I	σ	2sp3-5sp3	213,2 pm	5‰ C+ I-
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
H	+0,03
I	-0,005
C#1	-0,055
C#2	-0,06
C#3	-0,09

Παραγωγή

Με φωτοχημική ιωδίωση

Με φωτοχημική ιωδίωση προπανίου παράγεται μίγμα των δύο ισομερών ιωδοπροπανίων:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{3}+I_{2}{\xrightarrow[{\triangle }]{UV}}xCH_{3}CH_{2}CH_{2}I+(1-x)CH_{3}CHICH_{3}+HI}$

• 0 < x < 1.
• Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυϊωδοπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας προπανίου.
• Η αναφερόμενη στοιχειομετρική αναλογία παραγωγής ιωδοπροπανίων δεν συνυπολογίζει τα συμπαραγόμενα πολυϊωδοπαράγωγα.
• Η μέθοδος δεν είναι χρήσιμη αν επιθυμείται το ένα μόνο ισομερές, αφού είναι σχετικά δύσκολος ο διαχωρισμός τους.
• Η αντίδραση γίνεται αργά και ευνοείται περισσότερο από τη θερμότητα, παρά από την ακτινοβολία.

Υποκατάσταση υδροξυλίου από ιώδιο

1. Με επίδραση υδριώδίου (HCl) σε 1-προπανόλη:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH+HI{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+H_{2}O}$

2. Η υποκατάσταση του OH από I στη 1-προπανόλη μπορεί να γίνει και με ιωδιωτικά μέσα Με τριιώδιούχο φωσφόρο (PCl₃):

$\mathrm {3CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH+PI_{3}{\xrightarrow {}}3CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+H_{3}PO_{3}}$

Υποκατάσταση άλλου αλογόνου από ιώδιο

Με επίδραση ιωδιούχου καλίου (KI) σε προπυλαλογονίδιο (CH₃CH₂CH₂X, όπου X εδώ F, Cl, Br):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}X+KI{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+KX}$

Προσθήκη ιωδομεθανίου σε αιθένιο

Με προσθήκη ιωδομεθανίου σε αιθένιο παράγεται 1-ιωδοπροπάνιο:

$\mathrm {CH_{2}=CH_{2}+CH_{3}I{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}I}$

Προσθήκη υδροϊωδίου σε κυκλοπροπάνιο

Με προσθήκη υδροϊώδίου σε κυκλοπροπάνιο παράγεται 1-ιωδοπροπάνιο:

$\mathrm {+HI{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}I}$

Με αποικοδόμηση τύπου Hunsdiecker

Με επίδραση ιωδίου σε βουτανικό άργυρο παράγεται 1-ιωδοπροπάνιο - Αντίδραση Hunsdiecker:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}COOAg+I_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+AgI\downarrow +CO_{2}\uparrow }$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Αντιδράσεις υποκατάστασης

• Οι αντιδράσεις είναι πιο γρήγορες σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων.

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται προπανόλη-1 (CH₃CH₂CH₂OH):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+AgOH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH+AgI\downarrow }$

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκυλοπροπυλαιθέρα (CH₃CH₂CH₂OR):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+RONa{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}OR+NaI}$

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο-4 (RC≡CCH₂CH₂CH₃). Π.χ.:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+RC\equiv CNa{\xrightarrow {}}RC\equiv CCH_{2}CH_{2}CH_{3}+NaI}$

Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό προπυλεστέρα (RCOOCH₂CH₂CH₃):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+RCOONa{\xrightarrow {}}RCOOCH_{2}CH_{2}CH_{3}+NaI}$

Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει βουτανονιτρίλιο (CH₃CH₂CH₂CN):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+NaCN{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CN+NaI}$

Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+RLi{\xrightarrow {}}RCH_{2}CH_{2}CH_{3}+LiI}$

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει προπανοθειόλη-1 (CH₃CH₂SH):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+NaSH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}SH+NaI}$

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλπροπυλθειαιθέρα (RSCH₂CH₂CH₃):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+RSNa{\xrightarrow {}}RSCH_{2}CH_{2}CH_{3}+NaI}$

Υποκατάσταση από φθόριο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg₂F₂) σε 1-ιωδοπροπάνιο (CH₃CH₂I) παράγεται 1-φθοροπροπάνιο:

$\mathrm {2CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+Hg_{2}F_{2}{\xrightarrow {}}2CH_{3}CH_{2}CH_{2}F+Hg_{2}I_{2}\downarrow }$

Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH₃) σχηματίζει προπαναμίνη-1 (CH₃CH₂CH₂NH₂):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+NH_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}NH_{2}+HI}$

Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH₂) σχηματίζει αλκυλοπροπυλαμίνη (RNHCH₂CH₂CH₃):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+RNH_{2}{\xrightarrow {}}RNHCH_{2}CH_{2}CH_{3}+HI}$

Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει διαλκυλοπροπυλαμίνη [R'N(CH₂CH₂CH₃)R]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+R{\acute {}}\;NHR{\xrightarrow {}}R{\acute {}}\;N(CH_{2}CH_{2}CH_{3})R+HI}$

Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει ιώδιούχο τριαλκυλοπροπυλαμμώνιο {[R'N(CH₂CH₂CH₃)(R)R"]I}:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+R{\acute {}}\;N(R)R{\acute {}}\;{\acute {}}\;{\xrightarrow {}}[R{\acute {}}\;N(CH_{2}CH_{2}CH_{3})(R)R{\acute {}}\;{\acute {}}\;]I}$

Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει προπανοφωσφαμίνη-1:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+PH_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}PH_{2}+HI}$

Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO₂) σχηματίζει 1-νιτροπροπάνιο (CH₃CH₂CH₂NO₂):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+AgNO_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}NO_{2}+AgI\downarrow }$

Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται 1-φαινυλοπροπάνιο:

$\mathrm {PhH+CH_{3}CH_{2}CH_{2}I{\xrightarrow {AlI_{3}}}PhCH_{2}CH_{2}CH_{3}+HI}$

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται προπυλολίθιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+2Li{\xrightarrow[{-10^{o}C}]{|Et_{2}O|}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}Li+LiI}$

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}MgI}$

Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH₄) παράγεται προπάνιο:

$\mathrm {4CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}4CH_{3}CH_{2}CH_{3}+LiI+AlI_{3}}$

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται προπάνιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+Zn+HI{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{3}+ZnI_{2}}$

3. Με υδροϊώδιο (HI):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+HI{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{3}+I_{2}}$

4. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται προπάνιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+SiH_{4}{\xrightarrow {BF_{3}}}CH_{3}CH_{2}CH_{3}+SiH_{3}I}$

5. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+RSnH_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{3}+RSnH_{2}I}$

Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH₂=CH₂) παράγει 1-ιωδοπεντάνιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+CH_{2}=CH_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}I}$

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 1-ιωδο-1-πεντένιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+HC\equiv CH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH=CH_{2}I}$

3. Η αντίδραση του 1-ιωδοπροπανίου με συζυγή αλκαδιένια αντιστοιχεί κυρίως σε 1,4-προσθήκη, αν και είναι επίσης δυνατές η 1,2-προσθήκη και η 3,4-προσθήκη, με τη χρήση κατάλληλων συνθηκών. Π.χ:

$\mathrm {RCH=CHCH=CH_{2}+CH_{3}CH_{2}CH_{2}I{\xrightarrow {}}RCH_{2}ICH=CHCH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{3}}$ (1,4-προσθήκη)
$\mathrm {RCH=CHCH=CH_{2}+CH_{3}CH_{2}CH_{2}I{\xrightarrow {}}RCH=CHCHICH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{3}}$ (1,2-προσθήκη)
$\mathrm {RCH=CHCH=CH_{2}+CH_{3}CH_{2}CH_{2}I{\xrightarrow {}}{\frac {1}{2}}RCHICH(CH_{2}CH_{2}CH_{3})CH=H_{2}+{\frac {1}{2}}RCH(CH_{2}CH_{2}CH_{3})CHICH=CH_{2}}$ (3,4-προσθήκη)

4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 1-ιωδεξάνιο:

$\mathrm {+CH_{3}CH_{2}CH_{2}I{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}I}$

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει 2-ιωδοπροποξυαιθάνιο:

$\mathrm {+CH_{3}CH_{2}CH_{2}I{\xrightarrow {}}ICH_{2}CH_{2}OCH_{2}CH_{2}CH_{3}}$

Αντίδραση απόσπασης

Με απόσπαση υδριώδίου (HI) από 1-ιωδοπροπάνιο παράγεται προπένιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+NaOH{\xrightarrow[{\triangle }]{ROH}}CH_{3}CH=CH_{2}+NaI+H_{2}O}$

Παρεμβολή καρβενίων

• Τα καρβένια (π.χ. [:CH₂]) μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H. Π.χ. έχουμε:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}I+CH_{2}N_{2}{\xrightarrow {hv}}{\frac {3}{7}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}I+{\frac {2}{7}}(CH_{3})_{2}CHCH_{2}I+{\frac {2}{7}}CH_{3}CH_{2}CHICH_{3}+N_{2}\uparrow }$

• Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:

1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C_#3H₂-H. Παράγεται 1-ιωδοβουτάνιο.

2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C_#1H-H: 2. Παράγεται 2-ιωδοβουτάνιο.

3. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C_#2H-H: 2. Παράγεται 1-ιωδομεθυλοπροπάνιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 1-ιωδοβουτάνιου ~43%, 2-ιωδοβουτάνιου ~29% και 1-ιωδομεθυλοπροπάνιου 29%.

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