Βουτανάλη
| Βουτανάλη | |||
|---|---|---|---|
| Γενικά | |||
| Όνομα IUPAC | Βουτανάλη | ||
| Άλλες ονομασίες | Βουτυραλδεΰδη | ||
| Χημικά αναγνωριστικά | |||
| Χημικός τύπος | C4H8O | ||
| Μοριακή μάζα | 72,11 amu | ||
| Σύντομος συντακτικός τύπος |
CH3CH2CH2CHO | ||
| Συντομογραφίες | PrCHO | ||
| Αριθμός CAS | 123-72-8 | ||
| SMILES | CCCC=O | ||
| InChI | 1/C4H8O/c1-2-3-4-5/h4H,2-3H2,1H3 | ||
| PubChem CID | 261 | ||
| ChemSpider ID | 256 | ||
| Δομή | |||
| Ισομέρεια | |||
| Ισομερή θέσης | 25 | ||
| Φυσικές ιδιότητες | |||
| Σημείο τήξης | −99 °C | ||
| Σημείο βρασμού | 74,8 °C | ||
| Πυκνότητα | 800 kg/m3 | ||
| Διαλυτότητα στο νερό |
76 kg/m3 | ||
| Εμφάνιση | Άχρωμο υγρό | ||
| Χημικες ιδιότητες | |||
| Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης |
-7 °C | ||
| Σημείο αυτανάφλεξης | 230 °C | ||
| Επικινδυνότητα | |||
| Πολύ εύφλεκτη (F+) | |||
| Φράσεις κινδύνου | R11 | ||
| Φράσεις ασφαλείας | (S2), S9, S29, S33 | ||
| Κίνδυνοι κατά NFPA 704 |
|||
| Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά |
|||
Η βουτανάλη, ή εμπειρικά βουτυραλδεΰδη ή ακόμα και βουτυρική αλδεΰδη, είναι μια χημική ένωση, άκυκλη οργανική, της ομόλογης σειράς των κεκορεσμένων μονοαλδεϋδών με χημικό τύπο C4H8O και σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH2CHO ή συντομογραφικά PrCHO. Είναι μια από τις αλδεΰδες.
Στην όψη της η Βουτανάλη είναι ένα άχρωμο υγρό με οσμή ιδρωμένων ποδιών, με σημείο ζέσεως τους 75°C. Παρασκευάζεται με υδρογόνωση της Βουτενάλης αποτελώντας ενδιάμεσο προϊόν στη παρασκευή διαφόρων βιομηχανικών υλικών, όπως πρώτες ύλες διαφόρων εφαρμογών: πλαστικοποίησης,ως διαλύτης, ή ως αντιαφριστικό υλικό.
Με βάση το χημικό της τύπο, C4H8O, έχει τα ακόλουθα εικοσιπέντε (25) ισομερή:
- Βουτεν-1-όλη-1 (ελάσσων ταυτομερές της βουτανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH=CHOH.
- Βουτεν-2-όλη-1 ή 3-μεθυλαλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=CHCH2OH.
- Βουτεν-3-όλη-1 με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHCH2CH2OH.
- Βουτεν-1-όλη-2 (ελάσσων ταυτομερές της βουτανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2C(OH)=CH2.
- Βουτεν-2-όλη-2 (ελάσσων ταυτομερές της βουτανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=C(OH)CH3.
- Βουτεν-3-όλη-2 με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHCH(OH)CH3.
- Μεθυλοπροπεν-1-όλη (ελάσσων ταυτομερές της μεθυλοπροπανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2C=CHOH.
- Μεθυλοπροπεν-2-όλη ή 2-μεθυλαλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(CH3)CH2OH.
- Αιθυλοβινυλαιθέρας ή αιθοξυαιθένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2OCH=CH2.
- Μεθυλοπροπεν-1-υλαιθέρας ή 1-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH=CHCH3.
- Μεθυλοπροπεν-2-υλαιθέρας ή 3-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH2CH=CH2.
- Μεθυλο(μεθυλοβινυλ)αιθέρας ή 2-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OC(CH3)=CH2.
- Μεθυλοπροπανάλη (κύριο ταυτομερές) της μεθυλοπροπεν-1-όλης με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2CHCHO.
- Βουτανόνη (κύριο ταυτομερές) της βουτεν-2-όλης-2 και της βουτεν-3-όλης-2) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2COCH3.
- Κυκλοβουτανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο
. - 1-μεθυλοκυκλοπροπανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο
. - 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο
. - Κυκλοπροπυλομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο
. - Κυκλοπροπυλομεθυλαιθέρας με σύντομο συντακτικό τύπο
. - Οξολάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο
. - 2-μεθυλοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο
. - 3-μεθυλοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο
. - Αιθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο
. - 2,2-διμεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο
. - 2,3-διμεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο
.
Παραγωγή [Επεξεργασία]
Με καταλυτική φορμυλίωση προπενίου [Επεξεργασία]
Η συνηθισμένη βιομηχανική μέθοδος παραγωγής είναι με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε προπένιο. Π.χ.[1]:
![\mathrm{
CH_3CH=CH_2 + CO + H_2 \xrightarrow[10 - 100 \; atm, 40^oC-100^oC]{Co \;\acute{\eta}\; Rh} CH_3CH_2CH_2CHO
}](http://upload.wikimedia.org/math/0/2/a/02a855d9f7139951c1f79451f1d8bd8d.png)
- Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
- Χρειάζεται σχετικά ογκώδης καταλύτης για να ευνοηθεί ο σχηματισμός βουτανάλης και όχι της ισομερούς της μεθανοπροπανάλης.
Με επίδραση προπυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα [Επεξεργασία]
Με επίδραση προπυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα[2]:

Με μερική οξείδωση βουτανόλης-1 [Επεξεργασία]
Με μερική οξείδωση βουτανόλης-1, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[3]:

Με έμμεση μερική αναγωγή βουτανικού οξέος [Επεξεργασία]
1. Αρχικά το βουτανικό οξύ μετατρέπεται σε βουτανοϋλοχλωρίδιο[4]:

2. Το βουτανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς βουτανάλη:

Με οζονόλυση οκτένιου-4 [Επεξεργασία]
Με οζονόλυση οκτενίου-4 παράγεται τελικά βουτανάλη[5]:

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε οκτανοδιόλη-4,5 [Επεξεργασία]
Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε οκτανοδιόλη-4,5 παράγεται βουτανάλη[6]:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα [Επεξεργασία]
Ταυτομέρεια με βουτεν-1-όλη-1 [Επεξεργασία]
Η βουτανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της βουτεν-1-όλη-1. Μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων[7]:
Αναγωγή προς βουτανόλη-1 [Επεξεργασία]
Μπορεί να αναχθεί προς βουτανόλη-1 με τις ακόλουθες μεθόδους[8]
1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):
![\mathrm{4CH_3CH_2CH_2CHO + LiAlH_4 \xrightarrow{} Li[Al(CH_3CH_2CH_2CH_2O)_4] \xrightarrow{+2H_2O} 4CH_3CH_2CH_2CH_2OH + LiAlO_2}](http://upload.wikimedia.org/math/e/f/7/ef7be918872d4715f37100946c863af3.png)
2. Με καταλυτική υδρογόνωση:

Αναγωγή προς βουτάνιο [Επεξεργασία]
Μπορεί να αναχθεί προς βουτάνιο με την μεθόδο Wolff-Kishner[9]

Οξείδωση προς βουτανικό οξύ [Επεξεργασία]
Μπορεί να οξειδωθεί προς βουτανικό οξύ[10];
1. Με υπερμαγγανικό κάλιο:

2. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

3. Με οξυγόνο:

4. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

5. Με αντιδραστήρια Fehling:

- Οι αντιδράσεις 4-5 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).
Οξείδωση προς 2-οξοβουτανάλη [Επεξεργασία]
Μπορεί να οξειδωθεί προς 2-οξοβουτανάλη με χρήση διοξειδίου του σεληνίου[11]

Προσθήκη ύδατος [Επεξεργασία]
Με προσθήκη ύδατος σε προπανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής βουτανοδιόλη-1,1[12]:

Προσθήκη αιθανοδιόλης-1,2 [Επεξεργασία]
Με προσθήκη αιθανοδιόλης-1,2 παράγεται 2-προπυλο-1,3-διοξολάνιο[13]:
Προσθήκη αιθανοδιθειόλης-1,2 [Επεξεργασία]
Με προσθήκη αιθανοδιθειόλης-1,2 παράγεται 2-προπυλο-1,3-διθειολάνιο[14]:
- Το 2-προπυλο-1,3-διθειολάνιο μπορεί να υποστεί αποθείωση Raney με νικέλιο και υδρογόνο, σχηματίζοντας βουτάνιο και αιθάνιο:
Αντιδράσεις με αζωτούχες ενώσεις [Επεξεργασία]
Αντιδρά με αρκετά είδη αζωτούχων ενώσεων του γενικού τύπου NH2A, όπου το A μπορεί να είναι υδρογόνο, αλκύλιο, υδροξύλιο, αμινοξάδα και διάφορα άλλα. Με βάση το γενικό τύπο η γενική αντίδραση είναι η ακόλουθη[15]:

- Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:
1. Με αμμωνία παράγεται βουτανιμίνη-1. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:

2. Με πρωτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται Ν-αλκυλοβουτανιμίνη-1. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = R:

3. Με υδροξυλαμίνη παράγεται βουτανοξίμη-1. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:

4. Με υδραζίνη παράγεται αρχικά βουτανυδραζόνη-1 και με περίσσεια προπανάλης διβουτυλιδεναζίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH2:

5. Με φαινυλυδραζίνη παράγεαι 1-βουτυλιδενο-2-φαινυλυδραζόνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHPh::

6. Με υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται (2-βουτυλιδενυδραζινο)μεθαναμίδιο. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NCONH2:

Συμπύκνωση με δευτεροταγείς αμίνες [Επεξεργασία]
Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (RNHR') παράγεται αρχικά 1-(διαλκυλαμινο)βουτανόλη-1, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει Ν,Ν-διαλκυλοβουτεν-1-αμίνη-1[16]:

Αλδολική συμπύκνωση [Επεξεργασία]
Με επίδραση βάσης έχουμε τη λεγόμενη αλδολική συμπύκνωση, η οποία όταν γίνεται με τον ευατό της, παράγεται αρχικά 2-αιθυλο-3-υδροξυεξανάλη, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει 2-αιθυλοεξεν-2-άλη[17]:

Συμπύκνωση με α-αλεστέρες [Επεξεργασία]
Με επίδραση α-αλεστέρων (R'CHXCOOR) έχουμε την αντίδραση Darzen, κατά την οποία τελικά παράγεται 2-προπυλο-1-καρβαλκοξυοξιράνιο. Π.χ. με αλαιθανικό αλκυλεστέρα (XCH2COOR) έχουμε[18]:
Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες [Επεξεργασία]
Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση Knoevenagel[19]:

Επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Επεξεργασία]
Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 1,1-διαλκυλοπεντένιο-1[20]:

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων [Επεξεργασία]
Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=O που περιέχει η βουτανάλη. Π.χ.:[21]:
1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 2-υδροξυπεντανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2-υδροξυπεντανικό οξύ:

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 1-υδροξυβουτανοσουλφονικό οξύ-1:

3. Με προσθήκη αλκυλομαγνησιοαλογονιδίου (RMgX) παράγεται 1-αλκυλοβουτανόλη-1:

4. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 1,1-διχλωροβουτάνιο:

Αλογόνωση [Επεξεργασία]
Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή βουτεν-1-όλη-1. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλοβουτανόλη-1 που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά 2-αλοβουτανάλη[22]:

Επίδραση υδραζωτικού οξέος [Επεξεργασία]
Με επίδραση υδραζωτικού οξέος (αντίδραση Achmidt) παράγεται βουτανονιτρίλιο και προπυλαμινομεθανάλη[23]:

Προσθήκη αλκοολών [Επεξεργασία]
Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυβουτανόλη-1 και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 1,1-διαλκοξυβουτάνιο[24]:

Αντίδραση Stracker [Επεξεργασία]
Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε βουτανάλη παράγεται αρχικά 2-αμινοπεντανονιτρίλιο και στη συνέχεια, με υδρόλυση, 2-αμινοπεντανικό οξύ (ένα μη πρωτεϊνικό αμινοξύ)[25]:

Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια [Επεξεργασία]
Με επίδραση βουτανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-προπυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[26] [27]:
Επίδραση καρβενίων [Επεξεργασία]
Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται πεντανάλη, μεθυλοπροπανάλη, πεντανόνη-2 και προπυλοξιράνιο[28]:
Αναφορές και σημειώσεις [Επεξεργασία]
- ↑ Kniel, Ludwig; Winter, Olaf; Stork, Karl (1980). Ethylene, keystone to the petrochemical industry. New York: M. Dekker. ISBN 0-8247-6914-7.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.1.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.3.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.3α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.4.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218-219, §9.5.6.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.7.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.8. και SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 268, §15.3.8
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.10.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.13.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
- ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.2.
- ↑ E. Paterno, G. Chieffi (1909). ".". Gazz. Chim. Ital. 39: 341.
- ↑ G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). "Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light". Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi:.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
Πηγές [Επεξεργασία]
- 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
- Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.
| Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Butyraldehyde της Αγγλόγλωσσης Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες). |
|
|||||||||||||||||

