Tο 1-φθοροπροπένιο[2][3] είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και φθόριο, με χημικό τύπο C3H5F, αλλά συνήθως αποδίδεται με το σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=CHF. Ανήκει στα αλκενυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα μονοακόρεστα, δηλαδή με ένα διπλό δεσμό, οργανομονοαλογονίδια. Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:

  1. 2-φθοροπροπένιο.
  2. 3-φθοροπροπένιο.
  3. Φθοροκυκλοπροπάνιο.
Cis-1-fluoro-1-propene.png
Trans--προπεν-1-υλοφθορίδιο
Γενικά
Όνομα IUPAC 1-φθοροπροπένιο
Άλλες ονομασίες προπεν-1-υλοφθορίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C3H5F
Μοριακή μάζα 60,0702 amu[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3CH=CHF
Συντομογραφίες MeCH=CHF
Αριθμός CAS E,Z:406-33-7
E:19184-10-2
SMILES CC=CF
InChI InChI=1S/C3H5F/c1-2-3-4/h2-3H,1H3
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 3
ισοπροπενυλοφθορίδιο
αλλυλοφθορίδιο
κυκλοπροπυλοφθορίδιο
Γεωμετρικά ισομερή 2
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

ΟνοματολογίαΕπεξεργασία

Η ονομασία «1-φθοροπροπένιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα: Η ονομασία διαιρείται σε δύο (2) κύρια τμήματα: Το δεξί τμήμα αναφέρεται στη δομή της «κύριας ανθρακικής» αλυσίδας που φέρει την «κύρια χαρακτητιστική ομάδα», εφόσον υπάρχει και προβλέπεται γι' αυτήν χαρακτηριστική κατάληξη, ενώ το αριστερό στους «υποκαταστάτες» (δηλαδή τυχόν «δευτερεύουσες χαρακτηριστικές ομάδες» ή και κύριες χαρακτηριστικές ομάδες για τις οποίες δεν έχουν προβλεδθεί χαρακτηριστικές καταλήξεις) ή και τις «διακλαδώσεις» (δηλαδή τυχόν δευτερεύουσες ανθρακικές αλυσίδες). Στη συγκεκριμένη ένωση, υπάρχει το αρχικό πρόθεμα «φθορ(ο)-» που δηλώνει την ύπαρξη ενός (1) ατόμου φθορίου, ως κύριας χαρακτηριστικής ομάδας αλλά χωρίς προβλεπόμενη κατάληξη, που συγκεκριμένα είναι συνδεμένο στο #1 άτομο της κύριας ανθρακικής αλυσίδας («1-») Ως προς το τμήμα που αφορά την κύρια ανθρακική αλυσιδα ισχύουν τα ακόλουθα: το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-εν-» δείχνει την παρουσία ενός (1) διπλού δεσμού μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει κύρια χαρακτηριστική ομάδα και προβλεπόμενη χαρακτηριστική κατάληξη. Ο αριθμός θέσης του δεσμού (-1-), στην αρχή του τμήματος της κύριας ονομασίας, παραλήπεται ως πλεονασμός, γιατί οι πολλαπλοί δεσμοί προηγούνται των αλογόνων ως προς την προτεραιότητα αρίθμησης.

Μοριακή δομήΕπεξεργασία

Δεσμοί
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-F σ 2sp2-2sp3 129 pm 43% C+ F-
C#1,#2-H σ 2sp2-1s 99 pm 3% C- H+
C=C σ 2sp2-2sp2 134 pm
π 2p-2p
C-C σ 2sp3-2sp2 144 pm
C#3-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
F -0,43
C#3 -0,09
C#2 -0,03
H (C-H) +0,03
C#1 +0,40

ΠαραγωγήΕπεξεργασία

Με απόσπαση υδραλογόνουΕπεξεργασία

Με απόσπαση ενός ατόμου υδραλογόνου από 1-αλο-1-φθοροπροπάνιο, με καλύτερα αποτελέσματα αν το άλλο αλογόνο δεν είναι κι εκείνο φθόριο, παράγεται 1-φθοροπροπένιο[4]:

 

Με απόσπαση αλογόνουΕπεξεργασία

Με απόσπαση αλογόνου (X2) από 1,2-διαλο-1-φθοροπροπάνιο παράγεται 1-φθοροπροπένιο. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο[5]:

 

Με μερική καταλυτική υδρογόνωσηΕπεξεργασία

1. Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 1-φθοροπροπινίου παράγεται E-1-φθοροπροπένιο[6]

 

2. Με λίγο διαφορετική μερική υδρογόνωση 1-φθοροπροπινίου παράγεται Z-1-φθοροπροπένιο:

 

Από 1-χλωροπροπένιοΕπεξεργασία

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε 1-χλωροπροπένιο παράγεται 1-φθοροπροπένιο[7]:

 

Χημικές ιδιότητες και παράγωγαΕπεξεργασία

  • Παρέχει δυνατότητες προσθήκης στο διπλό του δεσμό, όσο και προσθήκης ή απόσπασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το χειρότερο για τέτοιες αντιδράσεις.
  • Σε περίπτωση προσθήκης, το αρνητικότερο τμήμα της προσθηκόμενης ένωσης, προσελκύτεαι στο άτομο άνθρακα #1, λόγω της παρουσίας του ηλεκτραρνητικού φθορίου δημιουργείται μερικό θετικό φορτίο στο άτομο άνθρακα.

Αντιδράσεις προσθήκης στο διπλό δεσμόΕπεξεργασία

ΕνυδάτωσηΕπεξεργασία

1. Επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση). Παράγεται προπανάλη[8]:

 

2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται τρι(1-μεθυλο-2-φθοροαιθυλο)βοράνιο και στη συνέχεια 1-φθοροπροπανόλη-2[9]:

 

3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο και έπειτα αναγωγή, αρχικά παράγεται 1-φθοροπροπανόλη-1 που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας προπεν-1-όλη-1, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε προπανάλη:

 
 

4. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Prins με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε προπενυλοφθορίδιο απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει 2-φθοροβουτεν-2-όλη-1:

 

Προσθήκη υποαλογονώδους οξέωςΕπεξεργασία

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε προπενυλοφθορίδιο παράγεται 2-αλοπροπανάλη[10]:

 

  • Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

 

Καταλυτική υδρογόνωσηΕπεξεργασία

Με καταλυτική υδρογόνωση προπενυλοφθορίδιου σχηματίζεται 1-φθοροπροπάνιο. Π.χ.[11]:

 

ΑλογόνωσηΕπεξεργασία

Με επίδραση αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε προπενυλοφθορίδιο έχουμε προσθήκη στο διπλό δεσμό. Παράγεται 1,2-διαλο-1-φθοροπροπάνιο. Π.χ.[12]:

 

ΥδραλογόνωσηΕπεξεργασία

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε προπενυλοφθορίδιο παράγεται 1-αλο-1-φθοροπροπάνιο[13]:

 

ΥδροκυάνωσηΕπεξεργασία

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε προπενυλοφθορίδιο παράγεται 2-φθοροβουτανονιτρίλιο:

 

Καταλυτική φορμυλίωσηΕπεξεργασία

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε προπενυλοφθορίδιο παράγεται μίγμα 2-φθοροβουτανάλης και μεθυλο-3-φθοροπροπανάλης. Π.χ.:

 

  • Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
  • Όπου  . Εξαρτάται από την επιλογή του καταλύτη. Οι σχετικά ογκώδεις καταλύτες ευνοούν το δεύτερο παραγωγο.

ΔιυδροξυλίωσηΕπεξεργασία

Η διυδροξυλίωση προπενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2[14]:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

 
 

2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

 
 

3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

 
 

4. Μέθοδος Woodward. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

 
 

5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε προπενυλοφθορίδιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Prins. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 2-φθοροβουτανοδιόλη-1,3:

 

ΟζονόλυσηΕπεξεργασία

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε προπενυλοφθορίδιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε αιθανάλη και φορμυλοφθορίδιο[15]:

 

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίουΕπεξεργασία

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγονται αιθανικό οξύ και διοξείδιο του άνθρακα[16]:

 

Προσθήκη αλδεΰδών ή κετονών κατά PrinsΕπεξεργασία

Με επίδραση περίσσειας αλδευδών ή κετονών σε προπενυλοφθορίδιο-1 απουσία νερού, σε χαμηλή θερμοκρασία παράγεται παράγωγο διοξανίου. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται σχεδόν ισομοριακό μίγμα 5-μεθυλο-4-φθορο-1,3-διοξάνιου και 4-μεθυλο-5-φθορο-1,3-διοξάνιου:

       

Αντίδραση Diels–AdlerΕπεξεργασία

Κατά την επίδραση αλκαδιενίου (διένιου) σε προπενυλοφθορίδιο-1 (διενόφιλο) έχουμε την ονομαζόμενη (αντίδραση Diels–Adler) που οδηγεί σε παραγωγή παραγώγου κυκλοεξενίου. Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 παίρνουμε σχεδόν ισομοριακό μίγμα 4-μεθυλο-5-φθοροκυκλοεξένιου και 5-μεθυλο-4-φθοροκυκλοεξένιου[17]:

       

Αντίδραση Pauson-KhandΕπεξεργασία

Κατά την επίδραση αλκίνια και μονοξειδίου του άνθρακα σε προπενυλοφθορίδιο-1 έχουμε την ονομαζόμενη αντίδραση Pauson-Khand που στην περίπτωση αυτή οδηγεί σε παραγωγή παραγώγων κυκλοπεντόνης. Π.χ. με αιθίνιο παράγεται 4-μεθυλο-5-φθοροκυκλοπεντεν-2-όνη και 5-μεθυλο-4-φθοροκυκλοπεντεν-2-όνη:

       

Καταλυτική προσθήκη οξυγόνουΕπεξεργασία

Κατά την καταλυτική προσθήκη οξυγόνου σε προπένιο σχηματίζεται 3-μεθυλο-2-φθοροοξιράνιο. Π.χ.:

   

ΠολυμερισμόςΕπεξεργασία

Διακρίνονται τα ακόλουθα είδη πολυμερισμού προπενυλοφθορίδιο-1, που όλα παράγουν πολυπροπυλοφθορίδιο (PPF)[18]:
1. Κατιονικός. Π.χ.:

 

2.. Ελευθέρων ριζών. Π.χ.:

 

Αντιδράσεις υποκατάστασης του φθορίουΕπεξεργασία

Υποκατάσταση από υδροξύλιοΕπεξεργασία

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς προπανάλη[19]:

 

Υποκατάσταση από αλκοξύλιοΕπεξεργασία

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλοπροπεν-1-υλαιθέρα [19]:

 

Υποκατάσταση από αλκινύλιοΕπεξεργασία

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς αλκενίνιο (RC≡CCH=CHCH3). Π.χ.[19]:

 

Υποκατάσταση από ακύλιoΕπεξεργασία

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβονικό προπεν-1-υλεστέρα (RCOOCH=CHCH3)[19]:

 

Υποκατάσταση από κυάνιοΕπεξεργασία

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς βουτεν-1-νιτρίλιο (CH3CH=CHCN)[19]:

 

Υποκατάσταση από αλκύλιοΕπεξεργασία

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκένιο[19]:

 

Υποκατάσταση από σουλφυδρύλιοΕπεξεργασία

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς προπανοθειάλη (CH3CH2CHS)[19]:

 

  • Αρχικά παράγεται προπενοθειόλη που ισομερειώνεται προς προπανοθειάλη.

Υποκατάσταση από αλκυλοσουλφύλιοΕπεξεργασία

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλπροπεν-1-υλοθειαιθέρα (RSCH=CHCH3)[19]:

 

Υποκατάσταση από νιτροομάδαΕπεξεργασία

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς 1-νιτροπροπένιο (CH2=CHNO2)[20]:

 

Υποκατάσταση από φαινύλιοΕπεξεργασία

Με βινυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου πσράγεται 1-φαινυλοπροπένιο:

 

Υποκατάσταση από μέταλλαΕπεξεργασία

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται προπεν-1-υλολίθιο:

 

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)[21]:

 

Απόσπαση του υδροφθορίουΕπεξεργασία

Με επίδραση διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) σε αλκοόλη αφυδροφθοριώνεται προς προπίνιο[4]:

 

Προσθήκη καρβενίωνΕπεξεργασία

Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε 1-φθοροπροπένιο σχηματίζεται μίγμα από 1-φθορο-1-βουτένιο, 2-φθορο-2-βουτένιο, 1-φθορομεθυλοπροπένιο και μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο.[22]

   

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
  1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H: Παράγεται 1-φθορο-1-βουτένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
  2. Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#1-H: Παράγεται 2-φθορο-2-βουτένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
  3. . Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#2-H: Παράγεται μεθυλο-1-φθοροπροπένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
  4. Προσθήκη στον ένα (1) διπλό δεσμό: Παράγεται 2-μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο, ένα κυκλοαλκυλαλογονίδιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 1-φθορο-1-βουτενίου ~33%, 2-φθορο-2-βουτενίου ~17%, μεθυλo-1-φθοροοπροπένιου ~17% και μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιου ~17%.

   


Σημειώσεις και αναφορέςΕπεξεργασία

  1. Δικτυακός τόπος NIST
  2. Για την ακρίβεια, πρόκειται για δύο (2) γεωμετρικά ισομερείς χημικές ενώσεις με επίσημες ονομασίες Ε-1-φθοροπροπένιο, όπου το E-ισομερές δηλώνεται και με το πρόθεμα cis-, και Ζ-1-φθοροπροπένιο, όπου το Z-ισομερές δηλώνεται και με το πρόθεμα trans-). Ωστόσο το μίγμα τους έχει δικό του αριθμό CAS, όπως και το καθένα από τα δύο γεωμετρικά ισομερή ξεχωριστά.
  3. Για εναλλακτικές ονομασίες και συμβολισμούς δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  4. 4,0 4,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.158, §6.9.4.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.2.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.1.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.10.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 160, §6.10.2.
  18. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.11.
  19. 19,0 19,1 19,2 19,3 19,4 19,5 19,6 19,7 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH3CH=CH, X = F.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH3CH=CH, X = F.
  22. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3, R = CH3CH=CF ή CH3C=CHF ή CH2CΗ=CHF

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