1-φθοροπροπένιο

χημική ένωση From Wikipedia, the free encyclopedia

1-φθοροπροπένιο
Remove ads

Το 1-φθοροπροπένιο[2][3] είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο C3H5F, αλλά συνήθως αποδίδεται με τον ημισυντακτικό 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.
Γρήγορες Πληροφορίες Γενικά, Χημικά αναγνωριστικά ...
Remove ads
Remove ads

Ονοματολογία

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 χαρακτηριστική 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 προβλεφθεί 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 αλυσίδα 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, παραλείπεται ως πλεονασμός, γιατί οι πολλαπλοί δεσμοί προηγούνται των αλογόνων ως προς την προτεραιότητα αρίθμησης.

Remove ads

Μοριακή δομή

Περισσότερες πληροφορίες Δεσμός, τύπος δεσμού ...

Παραγωγή

Με απόσπαση υδραλογόνου

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 αλογόνου

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 υδρογόνωση

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-χλωροπροπένιο

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

Remove ads

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

  • 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, προσελκύεται στο άτομο άνθρακα #1, λόγω της παρουσίας του ηλεκτραρνητικού φθορίου δημιουργείται μερικό θετικό φορτίο στο άτομο άνθρακα.

Αντιδράσεις προσθήκης στο διπλό δεσμό

Ενυδάτωση

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

  • Αρχικά παράγεται 1-φθορο-1-προπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-προπεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε προπανάλη.

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-φθορο-1-προπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-προπεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε προπανάλη:


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

Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως

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

  • Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

  • Αρχικά παράγεται 2-αλο-1-φθοροπροπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 2-αλοπροπεν-1-όλη-1, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε 2-αλπροπανάλη.

Καταλυτική υδρογόνωση

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

Αλογόνωση

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

Υδραλογόνωση

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

Υδροκυάνωση

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

Καταλυτική φορμυλίωση

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε προπενυλοφθορίδιο παράγεται μείγμα 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 παράγωγο.

Διυδροξυλίωση

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

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:


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


3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει υδροξυπροπανόνη:


4. Μέθοδος Woodward. Παράγει υδροξυπροπανόνη:


  • Στις μεθόδους 1-4 παράγεται αρχικά 1-φθοροπροπανοδιόλη-1,2 που αφυδροφθοριώνεται σχηματίζοντας προπεν-1-οδιόλη-1,2 που με τη σειρά της ισομερειώνεται σε υδροξυπροπανόνη.

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

Οζονόλυση

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

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου

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

Προσθήκη αλδεϋδών ή κετονών κατά Prins

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

Thumb

Αντίδραση Diels–Adler

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

Αντίδραση Pauson-Khand

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 οξυγόνου

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

Πολυμερισμός

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

2.. Ελευθέρων ριζών. Π.χ.:

  • Όπου v ο βαθμός πολυμερισμού.

Αντιδράσεις υποκατάστασης του φθορίου

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

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

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

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

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

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

Υποκατάσταση από ακύλιo

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβοξυλικό 1-προπενυλεστέρα (RCOOCH=CHCH3)[19]:

Υποκατάσταση από κυάνιο

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

Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκένιο[19]:

Υποκατάσταση από σουλφυδρύλιο

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

  • Αρχικά παράγεται προπενοθειόλη που ισομερειώνεται προς προπανοθειάλη.

Υποκατάσταση από αλκυλοσουλφύλιο

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

Υποκατάσταση από νιτροομάδα

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

Υποκατάσταση από φαινύλιο

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

Υποκατάσταση από μέταλλα

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

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

Απόσπαση του υδροφθορίου

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

Προσθήκη καρβενίων

Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε 1-φθοροπροπένιο σχηματίζεται μείγμα 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 μείγμα 1-φθορο-1-βουτενίου ~33%, 2-φθορο-2-βουτενίου ~17%, μεθυλo-1-φθοροοπροπένιου ~17% και μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιου ~17%.

  • Με τη χρήση διιωδομεθάνιου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:

Remove ads

Σημειώσεις και αναφορές

Loading content...

Πηγές

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads