2,3-διμεθυλοβουτάνιο

Το 2,3-διμεθυλοβουτάνιο ή διισοπροπύλιο είναι ένα αλκάνιο, δηλαδή άκυκλος κορεσμένος υδρογονάνθρακας, με χημικό τύπο C₆H₁₄ και σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃)₂CHCH(CH₃)₂. Αποτελεί συστατικό του αργού πετρελαίου και ιδιαίτερα της βενζίνης μετά από πυρόλυση.

2,3-διμεθυλοβουτάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	2,3-διμεθυλοβουτάνιο
Άλλες ονομασίες	Διισοπροπύλιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C6H14
Μοριακή μάζα	86,18 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	(CΗ3)2CHCH(CΗ3)2
Συντομογραφίες	iPr2
Αριθμός CAS	79-29-8
SMILES	CC(C)C(C)C
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	εξάνιο 2-μεθυλοπεντάνιο 3-μεθυλοπεντάνιο 2,2-διμεθυλοβουτάνιο
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-128 °C
Σημείο βρασμού	57,9 °C
Πυκνότητα	660 kg/m3
Εμφάνιση	Άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Βαθμός οκτανίου	94,3
Ενθαλπία σχηματισμού	-44,5 kJ/mole
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Ονοματολογία

Η ονομασία «διμεθυλοβουτάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το αρχικό πρόθεμα «διμεθυλο-» δηλώνει την παρουσία δύο (2) όμοιων διακλαδώσεων και τα δυο («δι-») ενός (1) ατόμου άνθρακα («-μεθυλο-») και συγκεκριμένα μία στο άτομο άνθρακα #2 και μία στο άτομο άνθρακα #3, όπως δηλώνουν οι αρχικοί αριθμοί θέσης («2,3-»), το τμήμα «βουτ-» δηλώνει την παρουσία τεσσάρων (4) ατόμων άνθρακα στην κύρια ανθρακική αλυσλιδα 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 διαθέτουν χαρακτηριστικές καταλήξεις.

Δομή

Το μόριό του αποτελείται από έξι (6) άτομα άνθρακα (τέσσερα (4) πρωτοταγή^[1] και δύο (2) τριτοταγή^[2]) και δώδεκα (12) άτομα υδρογόνου.

Δεσμοί[3]
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
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
C#1,#4,#1',#1"	-0,09
C#2,#3	-0,03
H	+0,03

Παραγωγή

Απομόνωση από φυσικές και βιομηχανικές πηγές

• Απομονώνεται από τη βενζίνη.

Παρασκευή με αντιδράσεις σύνθεσης

1. Δομικά το 2,3-διμεθυλοβουτάνιο αποτελείται από δυο όμοια τμήματα ισοπροπυλίου ((CH₃)₂CH-). Επομένως, η απλούστερη μέθοδος σύνθεσης καθαρού 2,3-διμεθυλοβουτάνιου είναι η αντίδραση Wültz ισοπροπυλαλογονιδίου και νατρίου. Δηλαδή^[4]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHX+2Na{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+NaX} }$

• όπου X οποιοδήποτε αλογόνο, αλλά συνήθως χρησιμοποιείται το Br.

2. Εναλλακτικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί και η αντίδραση ισοπροπυλοαλογονιδίου - ισοπροπυλολιθίου: Δηλαδή^[5]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHX+2Li{\xrightarrow[{-LiX}]{|Et_{2}O|}}(CH_{3})_{2}CHLi{\xrightarrow {+(CH_{3})_{2}CHX}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+LiX} }$

3. Για τον ίδιο λόγο παράγεται και με ηλεκτρόλυση διαλύματος (CH₃)₂CHCOONa^[6]:

Παρασκευή με αντιδράσεις χωρίς αλλαγή ανθρακικής αλυσίδας

Με αναγωγή αλογονούχων ενώσεων

1. Με «υδρογόνο εν τω γεννάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ^[7]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}X+Zn+HX{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+ZnX_{2}} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCX(CH_{3})_{2}+Zn+HX{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+ZnX_{2}} }$

2. Με LiAlH₄ ή NaBH₄^[8]:

${\displaystyle \mathrm {4(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}X+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+AlX_{3}+LiX} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {4(CH_{3})_{2}CHCX(CH_{3})_{2}+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+AlX_{3}+LiX} }$

3. Με αναγωγή αντίστοιχων αλκυλιωδιδίων με υδροϊώδιο^[9]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}I+HI{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+I_{2}} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {4(CH_{3})_{2}CHCI(CH_{3})_{2}+HI{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+I_{2}} }$

4. Με αναγωγή από σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου παράγεται 2,3-διμεθυλοβουτάνιo^[10]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}X+SiH_{4}{\xrightarrow {BF_{3}}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+SiH_{3}X} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCX(CH_{3})_{2}+SiH_{4}{\xrightarrow {BF_{3}}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+SiH_{3}X} }$

5. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.^[11]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}X+RSnH_{3}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+RSnH_{2}X} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCX(CH_{3})_{2}+RSnH_{3}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+RSnH_{2}X} }$

6. Με αναγωγή από μέταλλα και στη συνέχεια υδρόλυση των παραγόμενων οργανομεταλλικών ενώσεων:

1. Με χρήση Li^[12]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}X+2Li{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}Li+LiX} }$
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}Li+H_{2}O{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+LiOH} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CHXC(CH_{3})_{3}+2Li{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}CHLiC(CH_{3})_{3}+LiX} }$
${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CHLiC(CH_{3})_{3}+H_{2}O{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+LiOH} }$

2. Με χρήση Mg:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}X+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}MgX} }$
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}MgX+H_{2}O{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+Mg(OH)X} }$ ή
${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CHXC(CH_{3})_{3}+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}(CH_{3})_{2}CHC(MgX)(CH_{3})_{2}} }$
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHC(MgX)(CH_{3})_{2}+H_{2}O{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+Mg(OH)X} }$

Με υδρογόνωση ακόρεστων υδρογονανθράκων

1. Από 2,3-διμεθυλοβουτένιο:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}C=C(CH_{3})_{2}+H_{2}{\xrightarrow {Ni}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}} }$

2. Από 2,3-διμεθυλοβουταδιένιο:

${\displaystyle \mathrm {CH_{2}=C(CH_{3})C(CH_{3})=CH_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {Ni}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}} }$

Με αναγωγή οξυγονούχων ενώσεων

Με αναγωγή κατάλληλων αλδεϋδών - Αντίδραση Wolf-Kishner^[13]:

1. Από 2,3-διμεθυλοβουτανάλη:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CHO+NH_{2}NH_{2}{\xrightarrow {KOH}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+N_{2}+H_{2}O} }$

Με αναγωγή θειούχων ενώσεων

1. Με αναγωγή των κατάλληλων θειολών μπορεί να παραχθεί 2,3-διμεθυλοβουτάνιο. Π.χ. από την αναγωγή της 2,3-διμεθυλοβουτανοθειόλης (μέθοδος Raney)^[14]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}SH+H_{2}{\xrightarrow {Ni}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+H_{2}S} }$

2. Με αναγωγή των κατάλληλων θειεστέρων μπορεί να παραχθεί 2,3-διμεθυλοβουτάνιο. Π.χ. από την αναγωγή του δι(2,3-διμεθυλοβουτυλο)θειαιθέρα (μέθοδος Raney)^[14]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}SCH_{2}CH(CH_{3})CH(CH_{3})_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {Ni}}2(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+H_{2}S} }$

Παρασκευή με αντιδράσεις αποσύνθεσης με μείωση του μήκους της ανθρακικής αλυσίδας

1. Με τη θέρμανση (CH₃)₂CΗCΗ(CH₃)CH₂COONa σε αλκαλικό περιβάλλον:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}COONa+H_{2}O{\xrightarrow {\mathcal {4}}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+NaHCO_{3}} }$

• Επειδή το NaHCO₃ διασπάται με παρατεταμένη θέρμανση σε NaOH και CO₂ η παραπάνω αντίδραση αναφέρεται συχνά στη βιβλιογραφία και ως εξής:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}COONa+H_{2}O{\xrightarrow {\mathcal {4}}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+NaOH+CO_{2}} }$

2. Με τη θέρμανση (CH₃)₂CHC(CH₃)₂COONa σε αλκαλικό περιβάλλον:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHC(CH_{3})_{2}COONa+H_{2}O{\xrightarrow {\mathcal {4}}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+NaHCO_{3}} }$

• Επειδή το NaHCO₃ διασπάται με παρατεταμένη θέρμσνση σε NaOH και CO₂ η παραπάνω αντίδραση αναφέρεται συχνά στη βιβλιογραφία και ως εξής:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHC(CH_{3})_{2}COONa+H_{2}O{\xrightarrow {\mathcal {4}}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+NaOH+CO_{2}} }$

Γραμμή παραγωγής από αιθένιο

1. Προσθήκη υδραλογόνου (ΗΧ). Σχηματίζεται αιθυλαλογονίδιο:

${\displaystyle \mathrm {CH_{2}=CH_{2}+HX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}X} }$

2. Υποκατάσταση αλογόνου από CN - Σχηματίζεται προπανονιτρίλιο:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CH_{2}X+NaCN{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CN+NaX} }$

3. Υδρόλυση προς προπανικό οξύ:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CH_{2}CN+2H_{2}O{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}COOH+NH_{3}} }$

4. Αναγωγή προς προπανόλη:

${\displaystyle \mathrm {2CH_{3}CH_{2}COOH+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}2CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH+LiAlO_{2}} }$

5. Αφυδάτωση προς προπένιο:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH{\xrightarrow[{170^{o}C}]{\pi .H_{2}SO_{4}}}CH_{3}CH=CH_{2}+H_{2}O} }$

6. Προσθήκη υδροαλογόνου προς ισοπροπροπυλοαλογονίδιο:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CH=CH_{2}+HX{\xrightarrow {}}CH_{3}CHXCH_{3}} }$

7. Χρήση αντίδρασης Wültz:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHX+2Na{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+NaX} }$

Φυσικές ιδιότητες και ισομερή

Το 2,3-διμεθυλοβουτάνιο είναι άχρωμο υγρό με ελαφριά χαρακτηριστική οσμή.

Με βάση το χημικό τύπο του προκύπτει ότι η ένωση σχηματίζει τέσσερα (4) ισομερή και συγκεκριμένα τα ακόλουθα:

1. Εξάνιο: CH₃(CH₂)₄CH₃
2. 2-μεθυλοπεντάνιο (ισοεξάνιο):(CH₃)₂CHCH₂CH₂CH₃
3. 3-μεθυλοπεντάνιο: CH₃CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃
4. 2,2-διμεθυλοβουτάνιο (νεοεξάνιο): (CH₃)₃CCH₂CH₃

Συντακτικός τύπος Δομή	Όνομα IUPAC (ελληνική μορφή) Όνομα	Μοριακό Βάρος	Σημείο ζέσεως (°C, 1 atm)
	κ-εξάνιο εξάνιο	86,18	69
	2-μεθυλοπεντάνιο ισοεξάνιο	58,12	60
	3-μεθυλοπεντάνιο	58,12	64
	2,2-διμεθυλοβουτάνιο νεοεξάνιο	58,12	49,73
	2,3-διμεθυλοβουτάνιο	58,12	57,9

Χημικές ιδιότητες

Οξείδωση

1. Τέλεια καύση: Όπως όλα τα αλκάνια, το 2,3-διμεθυλοβουτάνιο με περίσσεια οξυγόνου καίγεται προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό:

${\displaystyle \mathrm {2C_{6}H_{14}+19O_{2}{\xrightarrow {\triangle }}12CO_{2}+14H_{2}+8343kJ} }$

• Αν και η αντίδραση είναι μια έντονα εξώθερμη δεν συμβαίνει σε μέτριες θερμοκρασίες, γιατί για την έναρξή της πρέπει να υπερπηδηθεί πρώτα το εμπόδιο της διάσπασης των δεσμών C-C^[15], των δεσμών C-H^[16] και των δεσμών (Ο=Ο)^[17] του O₂:

2. Παραγωγή υδραερίου:

${\displaystyle \mathrm {C_{6}H_{14}+6H_{2}O{\xrightarrow[{700-1100^{o}C}]{Ni}}6CO+14H_{2}} }$

3. Καταλυτική οξείδωση κυρίως προς 2,3-διμεθυλοβουτανόλη-2:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+{\frac {1}{2}}O_{2}{\xrightarrow[{\triangle }]{Cu}}(CH_{3})_{2}CHC(OH)(CH_{3})_{2}} }$

4. Οξείδωση με υπερμαγγανικό κάλιο προς 2,3-διμεθυλοβουτανόλη-2:

${\displaystyle \mathrm {3(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+2KMnO_{4}+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHC(OH)(CH_{3})_{2}+2MnO_{2}+K_{2}SO_{4}+H_{2}O} }$

Αλογόνωση

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+X_{2}{\xrightarrow[{\triangle }]{UV}}a(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}X+b(CH_{3})_{2}CHCX(CH_{3})_{2}+HX} }$

• Δραστικότητα των X₂: F₂ > Cl₂ > Br₂ > Ι₂.
• όπου 0<a,b<1, a+b = 1, διαφέρει ανάλογα με το αλογόνο:
  • Τα F και Cl είναι πιο δραστικά και λιγότερο εκλεκτικά. Η αναλογία των αλογονιδίων τους εξαρτάται κυρίως πό τη στατιστική αναλογία των προς αντικατάσταση ατόμων H. Ειδικά για το χλώριο θα έχουμε:
    • 2,3-διμεθυλοχλωρίδιο-1: 12·1 = 12
    • 2,3-διμεθυλοχλωρίδιο-2: 2·5=10.

Δηλαδή το μίγμα που προκύπτει είναι: 2,3-διμεθυλοχλωρίδιο=1 54,5%, 2,3-διμεθυλοχλωρίδιο-2 45,5%.

• Τα Br και I είναι πιο εκλεκτικά και λιγότερο δραστικά. Η αναλογία των αλογονιδίων μεταβάλλεται προς όφελος του 2,3-διμεθυλοαλογονίδιου-2 που έχει το X σε τριτοταγές άτομο C.
• Ειδικά για το βρώμιο θα έχουμε:
  • 2,3-διμεθυλοβρωμίδιο-1: 12·1 = 12
  • 3,3-διμεθυλοβρωμίδιο-2: 2·1600 = 3200

Δηλαδή το μίγμα που προκύπτει είναι: 2,3-διμεθυλοβρωμίδιο-1 0,4%, 2,3-διμεθυλοβρωμίδιο-2 99,6%.

Ανάλυση του μηχανισμού της χλωρίωσης του CH₃CH₂C(CH₃)₃:

1. Έναρξη: Παράγονται ελεύθερες ρίζες.

${\displaystyle \mathrm {Cl_{2}{\xrightarrow[{\triangle }]{UV}}2Cl^{\bullet }-239kJ} }$

• Η απαιτούμενη ενέργεια προέρχεται από το υπεριώδες φως (UV) ή θερμότητα (Δ).

2. Διάδοση: Καταναλώνονται οι παλιές ελεύθερες ρίζες, σχηματίζοντας νέες.

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+Cl^{\bullet }{\xrightarrow {}}0,55(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}^{\bullet }+0,45(CH_{3})_{2}CHC^{\bullet }(CH_{3})_{2}+HCl+14kJ} }$ ^[18]
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}^{\bullet }+Cl_{2}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}Cl+Cl^{\bullet }+100kJ} }$
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHC^{\bullet }(CH_{3})_{2}+Cl_{2}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHC(Cl)(CH_{3})_{2}+Cl^{\bullet }+100kJ} }$

3. Τερματισμός: Καταναλώνονται μεταξύ τους οι ελεύθερες ρίζες, κατά τη στατιστικά σπάνια περίπτωση της συνάντησής τους.

${\displaystyle \mathrm {2Cl^{\bullet }{\xrightarrow {}}Cl_{2}+239kJ} }$
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}^{\bullet }+Cl^{\bullet }{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}^{C}l+339kJ} }$
${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHC^{\bullet }(CH_{3})_{2}+Cl^{\bullet }{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHC(Cl)(CH_{3})_{2}+339kJ} }$
${\displaystyle \mathrm {2(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}^{\bullet }{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH(CH_{3})_{2}+347kJ} }$
${\displaystyle \mathrm {2CH_{3})_{2}CHC^{\bullet }(CH_{3})_{2}{\xrightarrow {}}} }$ δεν πραγματοποιείται λόγω στερεοχημικής παρεμπόδισης.

• Είναι όμως πρακτικά δύσκολο να σταματήσει η αντίδραση στην παραγωγή μονοααλογονιδίων.
  • Αν χρησιμοποιηθούν ισομοριακές ποσότητες (CH₃)₂CHCH(CH₃)₂ και Χ₂ θα παραχθεί μίγμα όλων των αλογονοπαραγώγων του CH₃CH₂C(CH₃)₃.
  • Αν όμως χρησιμοποιηθει περίσσεια (CH₃)₂CHCH(CH₃)₂, τότε η απόδοση τωμ μονοπαραγώγων αυξάνεται πολύ, λόγω της αύξησης της στατιστική πιθανότητας συνάντισης (CH₃)₂CHCH(CH₃)₂ με X^. σε σχέση με την πιθανότητα συνάντισης μονοπαραγώγου και X^., που μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή των υπόλοιπων X-παραγώγων.

Παρεμβολή καρβενίων

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

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+CH_{3}Cl+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {16}{19}}(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+{\frac {2}{19}}(CH_{3})_{2}CHC(CH_{3})_{3}+{\frac {1}{19}}(CH_{3})_{2}CHCH_{2}CH(CH_{3})_{2}+KCl+H_{2}O} }$

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

1. Παρεμβολή στους δώδεκα (12) δεσμούς CH₂-Η και σε τέσσερεις (4) C-C δεσμούς (1-2, 1'-2, 3-4 και 1"-3): 16.
2. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς CH-H: 2.
3. Παρεμβολή σε έναν C-C δεσμό (2-3): 1.

Προκύπτει επομένως μίγμα [2,3-διμεθυλοπεντάνιου (~84%), 2,2,3-τριμεθυλοβουτάνιου (~11%) και 2,4-διμεθυλοπεντάνιου (-5%).

Νίτρωση

• Αντιδρά με ατμούς HNO₃ στην αέρια φάση:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+HNO_{3}{\xrightarrow {\triangle }}a(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})CH_{2}NO_{2}+b(CH_{3})_{2}CHC(NO_{2})(CH_{3})_{2}+H_{2}O} }$

όπου 0<a,b<1, a + b = 1.

Προσθήκη σε πολλαπλούς δεσμούς

Το 2,3-μεθυλοβουτάνιο μπορεί να δώσει αντιδράσεις προσθήκης σε πολλαπλούς δεσμούς κατά την έννοια (CH₃)₂C^δ-(CH(CH₃)₂)-H^δ+. Π.χ.^[19]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH(CH_{3})_{2}+RCH=CH_{2}{\xrightarrow[{0^{o}C}]{HF}}(CH_{3})_{2}CHC(CH_{3})_{2}CH(R)CH_{3}} }$

Καταλυτική ισομερείωση

To 2-μεθυλοπεντάνιο μπορεί να υποστεί καταλυτική ισομερείωση προς εξάνιο, 2-μεθυλοπεντάνιο, νεοεξάνιο και 2,3-διμεθυλοβουτάνιο:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{3}{\stackrel {AlCl_{3}}{\overrightarrow {\longleftarrow }}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})_{2}{\stackrel {AlCl_{3}}{\overrightarrow {\longleftarrow }}}CH_{3}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}{\stackrel {AlCl_{3}}{\overrightarrow {\longleftarrow }}}(CH_{3})_{4}C{\stackrel {AlCl_{3}}{\overrightarrow {\longleftarrow }}}CH_{3}CH(CH_{3})CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}} }$

Χρήσεις

• Είναι συστατικό της βενζίνης που χρησιμοποιείται ως καύσιμο και διαλυτικό.
• Πρώτη ύλη συνθέσεων μέσω των αλογονοπαραγώγων του.

Αναφορές και σημειώσεις

1. Άτομο C ενωμένο με ένα (1) άλλο άτομο C.
2. Άτομο C ενωμένο με τρία (3) άλλα άτομα C.
3. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 152, §6.2.2α, R = CH₃CHCH₃
5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5
6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 152, §6.2.3b, R = (CH₃)₂CH.
7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 152, §6.2.1β.
8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, §6.2.1α.
9. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ.14, §1.1
10. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
11. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.
12. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ.80-82, §5.1-5.2
13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 152, §6.7.6β.
14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B7.
15. ΔH_C-C= +347 kJ/mol
16. ΔH_C-H = +415 kJ/mol
17. ΔH_O-O=+146 kJ/mol
18. καθοριστικό ταχύτητας
19. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 85, §6.3.

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