3-φθοροπροπίνιο

Το προπινυλοφθορίδιο-3 ή 3-φθοροπροπίνιο ή (φθορομεθυλο)ακετυλένιο ή προπαργυλοφθορίδιο είναι η χημική ένωση με χημικό τύπο C₃H₃F και σύντομο συντακτικό FCH₂C≡CH. Ανήκει στα αλκινυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα με ένα τριπλό δεσμό, οργανομονοαλογονίδια. Τα δυο (2) άτομα άνθρακα του τριπλού δεσμού βρίσκονται σε υβριδισμό sp και συνδέονται με τριπλό δεσμό, δηλαδή ένα (1) σ και δύο (2) π. Έχει τα ακόλουθα τέσσερα (4) ισομερή θέσης:

1. Προπινυλοφθορίδιο-3 ή 3-φθοροπροπίνιο.
2. Προπαδιενυλοφθορίδιο ή φθοροπροπαδιένιο.
3. Κυκλοπροπυλενοφθορίδιο-1 ή 1-φθοροκυκλοπροπένιο.
4. Κυκλοπροπυλενοφθορίδιο-3 ή 3-φθοροκυκλοπροπένιο.

3-φθοροπροπίνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	3-φθοροπροπίνιο 3-φθοροπροπίνιο
Άλλες ονομασίες	(Φθορομεθυλο)ακετυλένιο Προπαργυλοφθορίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H3F
Μοριακή μάζα	58,05426 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	FCH2C ≡ CH
SMILES	FCC#C
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	4 Προπινυλοφθορίδιο-3 Προπαδιενυλοφθορίδιο Κυκλοπροπυλενοφθορίδιο-1 Κυκλοπροπυλενοφθορίδιο-3
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Μοριακή δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C1-H	σ	2sp-1s	92 pm	3% C- H+
C3-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
C≡C	σ	2sp-2sp	120 pm
	π	2py-2py
	π	2pz-2pz
C-C	σ	2sp3-2sp	137 pm
C-F	σ	2sp3-2sp3	139 pm	43% C+ F-

Παραγωγή

Με απόσπαση υδραλογόνων

Με απόσπαση δύο μορίων υδραλογόνου από 1,1-διαλο-3-φθοροπροπάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), με καλύτερα αποτελέσματα αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο, παράγεται προπινυλοφθορίδιο-3.:

$\mathrm {FCH_{2}CH_{2}CHX_{2}+2NaOH{\xrightarrow {}}FCH_{2}C\equiv CH+2NaX+2H_{2}O}$

Με απόσπαση αλογόνου

Με απόσπαση δύο μορίων αλογόνου από 1,1,2,2-τετρααλο-3-φθοροπροπάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται προπινυλοφθορίδιο-3. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο:

$\mathrm {\mathrm {FCH_{2}CX_{2}CHX_{2}+2Zn{\xrightarrow {}}FCH_{2}C\equiv CH+2ZnX_{2}} }$

Από προπινυλοχλωρίδιο-1

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg₂F₂) σε προπινυλοχλωρίδιο-3 παράγεται προπινυλοφθορίδιο-3:

$\mathrm {ClCH_{2}C\equiv CH+{\frac {1}{2}}Hg_{2}F_{2}{\xrightarrow {}}{\frac {1}{2}}Hg_{2}Cl_{2}\downarrow +FCH_{2}C\equiv CH}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

• Παρέχει δυνατότητες προσθήκης στο τριπλό του δεσμό, όσο και υποκατάστασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το χειρότερο για τέτοιες αντιδράσεις.

Ενυδάτωση

Με επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση) σε προπινυλοφθορίδιο-3, παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg), παράγεται φθοροπροπανόνη (CH₃COCH₂F) :

$\mathrm {FCH_{3}C\equiv CH+H_{2}O{\xrightarrow[{H_{2}SO_{4}}]{Hg^{2+}}}FCH_{2}COCH_{3}}$

• Ενδιάμεσα παράγεται 3-φθοροπροπεν-1-όλη-2 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται προς φθοροπροπανόνη.

Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε προπινυλοφθορίδιο-3 παράγεται 1-αλο-3-φθοροπροπανόνη:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+HOX{\xrightarrow {}}FCH_{2}COCH_{2}X}$

• Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

$\mathrm {2H_{2}O+X_{2}{\xrightarrow {}}2HOX}$

• Ενδιάμεσα παράγεται 1-αλο-3-φθοροπροπεν-1-όλη-1 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε 1-αλο-3-φθοροπροπανόνη.

Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση προπινυλοφθορίδιου-3 σχηματίζεται αρχικά αλλυλοφθορίδιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδρογόνου) προπυλοφθορίδιο-1.:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+H_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}FCH_{2}CH=CH_{2}{\xrightarrow[{+H_{2}}]{Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}F}$

Αλογόνωση

Με επίδραση αλογόνου (X₂) (αλογόνωση) προπινυλοφθορίδιου-3 έχουμε προσθήκη στον τριπλό δεσμό. Παράγεται αρχικά 1,2-διαλο-3-φθοροπροπένιο και στη συνέχεια (με περίσσεια αλογόνου) 1,1,2,2-τετρααλο-3-φθοροπροπάνιο.:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+X_{2}{\xrightarrow {CCl_{4}}}FCH_{2}CX=CHX{\xrightarrow[{+X_{2}}]{CCl_{4}}}FCH_{2}CX_{2}CHX_{2}}$

Υδραλογόνωση

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε προπινυλοφθορίδιο-3 παράγεται αρχικά 1-αλο-3-φθοροπροπένιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδραλογόνου) 2,2-διαλο-1-φθοροπροπάνιο.:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+HX{\xrightarrow {}}FCH_{2}CX=CH_{2}{\xrightarrow {+HX}}CH_{3}CX_{2}CH_{2}F}$

Υδροκυάνωση

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε προπινυλοφθορίδιο-3 παράγεται (φθορομεθυλο)προπενονιτρίλιο:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+HCN{\xrightarrow {}}CH_{2}=CH(CH_{2}F)CN}$

Προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα

1. Με προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και νερού (H₂O), παράγεται 4-φθοροβουτεν-2-ικό οξύ:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+CO+H_{2}O{\xrightarrow {}}FCH_{2}CH=CHCOOH}$

2. Με προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και αλκοόλης (ROH), παράγεται 4-φθοροβουτεν-2-ικός αλκυλεστέρας:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+CO+ROH{\xrightarrow {}}FCH_{2}CH=CHCOOR}$

Διυδροξυλίωση

Η διυδροξυλίωση προπινυλοφθορίδιου-3, αντιστοιχεί σε προσθήκη H₂O₂ και παράγει 1-υδροξυ-3-φθοροπροπανόνη:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄). Π.χ.:

$\mathrm {5FCH_{2}C\equiv CH+4KMnO_{4}+2H_{2}SO_{4}\xrightarrow {} 5FCH_{2}C(OH)=CHOH+4MnO+2K_{2}SO_{4}+2H_{2}O} <br/>\mathrm {FCH_{2}C(OH)=CHOH\xrightarrow {} FCH_{3}COCH_{2}OH}$

2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {RCOOH}}FCH_{2}C(OH)=CHOH}$
$\mathrm {FCH_{2}C(OH)=CHOH{\xrightarrow {}}FCH_{3}COCH_{2}OH}$

• Ενδιάμεσα παράγεται 3-φθοροπροπεν-1-διόλη-1,2 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε 1-υδροξυ-3-φθοροπροπανόνη.

Προσθήκη αλκοολών

Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε προπινυλοφθορίδιο-3 παράγεται αλκυλο[(φθορομεθυλο)αιθενυλο]αιθέρας:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+ROH{\xrightarrow {\triangle }}CH_{2}=C(CH_{2}F)OR}$

Προσθήκη καρβονικών οξέων

Με επίδραση καρβονικών οξέων (RCOOH) σε προπινυλοφθορίδιο-3 παράγεται καρβονικός [(φθορομεθυλο)αιθενυλο]εστέρας:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+RCOOH{\xrightarrow {}}RCOOC(CH_{2}F)=CH_{2}}$

Οζονόλυση

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε προπινυλοφθορίδιο-3, παράγεται αρχικά ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε οξοφθοροπροπανάλη:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+{\frac {2}{3}}O_{3}{\xrightarrow {H_{2}O}}FCH_{2}COCHO}$

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄) παράγεται οξοφθοροπροπανικό οξύ:

$\mathrm {5FCH_{2}C\equiv CH+8KMnO_{4}+4H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5FCH_{2}COCOOH+8MnO_{2}+4K_{2}SO_{4}+4H_{2}O}$

Υποκατάσταση φθορίου από υδροξύλιο

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) προς προπιν-2-όλη-1:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+NaOH{\xrightarrow {-NaF}}HC\equiv CCH_{2}OH}$

Παραγωγή αιθέρα

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλοπροπιν-2-υλοαιθέρα:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+RONa{\xrightarrow {}}HC\equiv CCH_{2}OR+NaF}$

Παραγωγή αλκαδιινίου

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς αλαδιίνιο. Π.χ.:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+RC\equiv CNa{\xrightarrow {}}RC\equiv CCH_{2}C\equiv CH+NaF}$

Παραγωγή νιτριλίου

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς βουτιν-3-νιτρίλιο:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+NaCN{\xrightarrow {}}HC\equiv CCH_{2}CN+NaF}$

Παραγωγή αλκινίου

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκίνιο:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+RLi{\xrightarrow {}}RCH_{2}C\equiv CH+LiF}$

Παραγωγή θειόλης

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς προπινοθειόλη :

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+NaSH{\xrightarrow {-NaF}}HC\equiv CCH_{2}SH}$

Παραγωγή θειαιθέρα

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλοπροπιν-2-υλοθειαιθέρα:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+RSNa{\xrightarrow {}}HC\equiv CCH_{2}SR+NaF}$

Παραγωγή προπινυλιωδιδίου-3

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) προς προπινυλοοϊωδίδιο-3:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+NaI{\xrightarrow {}}ICH_{2}C\equiv CH+NaF}$

Παραγωγή νιτροπαραγώγων

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO₂) προς 3-νιτροπροπίνιο (CH₃C≡CNO₂):

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+AgNO_{2}{\xrightarrow {}}O_{2}NCH_{2}C\equiv CH+AgF}$

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται προπινυλολίθιο-3:

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+2Li{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}LiCH_{2}C\equiv CH+LiF}$

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

$\mathrm {FCH_{2}C\equiv CH+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}FMgCH_{2}C\equiv CH}$

Παραγωγή 3-φαινυλοπροπίνιου

Με αιθινυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται 3-φαινυλοπροπίνιο:

$\mathrm {PhH+FCH_{2}C\equiv CH{\xrightarrow {AlF_{3}}}PhCH_{2}C\equiv CH+HF}$

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