Διοξιράνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Διοξιράνιο
Dioxirane.svg
Dioxirane-stick.png
Dioxirane3D.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Διοξιράνιο
Άλλες ονομασίες Διοξακυκλοπροπάνιο
Επιδιοξυμεθάνιο
Μεθυλενοδιοξείδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος CH2O2
Μοριακή μάζα 46,03 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
Dioxirane.svg
Αριθμός CAS 157-26-6
SMILES C1OO1
InChI 1S/CH2O2/c1-2-3-1/h1H2
PubChem CID 449520
ChemSpider ID 396025
Δομή
Μοριακή γεωμετρία τριγωνική ως προς C-O-O.
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 1
Μεθανικό οξύ
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm)
εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το διοξιράνιο[1] (αγγλικά dioxirane) είναι οργανική ετεροκυκλική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, με χημικό τύπο CH2O2, αν και συνήθως παριστάνεται με το γραμμικό του τύπο (Διοξιράνιο). Πιο συγκεκριμένα, το διοξιράνιο είναι οργανική ετεροκυκλική ένωση με τριμελή δακτύλιο, που αποτελείται από ένα (1) άτομο άνθρακα και δύο (2) άτομα οξυγόνου. Είναι αρκετά ασταθές και χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό αντιδραστήριο σε οργανικές συνθέσεις[2]. Η πιο βολική και περισσότερο χρησιμοποιούμενη μέθοδος για τη σύνθεση του διοξιράνιου είναι η έμμεση αντίδραση προσθήκης οξυγόνου σε μεθανάλη, με χρήση ενός όξινου άλατος του υπερθειικού οξέος (H2SO5), όπως π.χ. του όξινου υπερθειικού κάλιου (KHSO5):

 \mathrm{HCHO + KHSO_5 \xrightarrow[KHSO_4,\; K_2SO_4]{NaHCO_3,\; H_2O} KHSO_4 +} Dioxirane.svg

Με βάση το χημικό τύπο του (CH2O2) έχει ένα (1) μόνο ισομερές θέσης, το μεθανικό οξύ. Ακόμη, ο όρος διοξιράνιο χρησιμοποιείται επίσης και για να χαρακτηρίζει μια ολόκληρη οικογένεια παραγώγων του, που περιέχουν, όπως η μητρική τους ένωση, έναν τουλάχιστον τριμελή ετεροκυκλικό δακτύλιο με δυο άτομα οξυγόνου και ένα άνθρακα.

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ονομασία «διοξιράνιο» παράγεται από την συστηνόμενη από την IUPAC συστηματική ονοματολογία Hantzsch-Widman. Πιο συγκεκριμένα, το πρόθεμα «διοξ(α)» δηλώνει την παρουσία δύο ατόμων οξυγόνου στον ετεροκυκλικό δακτύλιο. Η συλλαβή «-ιρ-» δηλώνει ότι ο ετεροκυκλικός δακτύλιος είναι τριμελής, δηλαδή αποτελείται από τρία (3) συνολικά άτομα. Η συλλαβή «-αν-» δηλώνει την απουσία διπλού δεσμού στον ετεροκυκλικό δακτύλιο και τέλος, η κατάληξη «-ιο» δίνεται επειδή ο ετεροκυκλικός δακτύλιος δεν περιέχει άζωτο. Σημειώνεται ότι αφού ο δακτύλιος αποτελείται από τρία άτομα, και στο πρόθεμα αναφέρονται τα δύο μόνο, το τρίτο, βάσει του ονοματολογικού συστήματος, εννοείται ότι είναι άνθρακας, ενώ επίσης εννοείται και η παρουσία των δύο (2) ατόμων υδρογόνου ενωμένων με το άτομο του άνθρακα, εφόσον το στοιχείο είναι τετρασθενές και χρησιμοποεί τα δύο μόνο σθένη του για να ενωθεί με τα άτομα οξυγόνου.

Η ονομασία «διοξακυκλοπροπάνιο» παράγεται από την εναλλακτική ονοματολογία αντικατάστασης οργανικών ενώσεων. Πιο συγκεκριμένα, η ένωση θεωρείται κυκλοπροπάνιο, που δύο άτομα άνθρακα του οποίου (μαζί με τα άτομα υδρογόνου που ενώνονται μαζί τους) αντικαταστάθηκαν από δύο («δι-») άτομα οξυγόνου («-οξ(α)-»).

Η ονομασία «επιδιοξυμεθάνιο» παράγεται από την εναλλακτική «ονοματολογία υποκατάστασης», δηλαδή μεθάνιο που δυο άτομα υδρογόνου του οποίου έχουν υποκατασταθεί από δισθενή (τουλάχιστον) ομάδα, και στη συγκεκριμένη περίπτωση από δύο άτομα οξυγόνου («-διοξ(υ)-»), που σχηματίζει δακτύλιο, όπως δηλώνει το πρόθεμα «επ(ι)-».

Η ονομασία «μεθυλενοδιοξείδιο» παράγεται από την εναλλακτική ονομασία που προκύπτει από το ότι δυο άτομα οξυγόνου («-διοξείδιο») ενώνονται με μια ομάδα «μεθυλενίου» (-CH2-).

Χημική συμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αποσύνθεση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το διοξιράνιο είναι θερμοδυναμικά ασταθής ένωση. Η αποσύνθεσή του, ωστόσο, γίνεται μέσω ενός πολύπλοκου μηχανισμού. Η αντίδραση καταλύεται από την παρουσία προσμίξεων βαρέων μετάλλων, ή και των προϊόντων αποικοδόμησης του διοξιρανίου. Ο μηχανισμός (και η ταχύτητα) αποσύνθεσης εξαρτάται από παραμέτρους όπως η θερμοκρασία, η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, και η παρουσία διαφόρων προσμίξεων. Οι πιθανοί τρόποι αποσύνθεσης του διοξιρανίου είναι οι ακόλουθοι:

  1. Διμερισμός.
  2. Ριζική αποσύνθεση της «υπεροξειδικής γέφυρας» (-O-O-).
  3. Ισομερείωση σε μεθανικό οξύ.
  4. Αποσύνθεση μέσω αντίδρασης με προσμίξεις, από τις οποίες (στη συγκεκριμένη περίπτωση) προκαλείται.

Δράση ως οξειδωτικό αντιδραστήριο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Λόγω της παρουσίας της «υπεροξειδικής γέφυρας» (-O-O-) στο διοξιράνιο, η ένωση έχει οξειδωτικές ιδιότητες. Μπορεί, μάλιστα, να οξειδώσει και οργανικές ενώσεις, που δεν είναι συνηθισμένο να οξειδώνονται υπό ήπιες συνθήκες. Παραδείγματα εφαρμογών:

  1. Οξειδώνει αλκάνια σε αλκοόλες.
  2. Οξειδώνει αλκένια σε οξιράνια.
  3. Οξειδώνει δευτεροταγείς αλκοόλες σε κετόνες.
  4. Οξειδώνει φαινόλες σε κινόνες.
  5. Οξειδώνει αμίνες σε νιτροενώσεις.
  6. Οξειδώνει θειαιθέρες αρχικά σε θειοξείδια και τελικά σε θειόνες.

Πηγές πληροφόρησης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Παπαγεωργίου, Β.Π., Εφαρμοσμένη Οργανική Χημεία, Εκδόσεις Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 2005, ISBN 960-260-342-7
  2. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  3. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
  4. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  5. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ Έκδοση Θεσσαλονίκη 1991
  6. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  7. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
  8. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
  9. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  10. Διαδικτυακοί τόποι που αναφέρονται στις «Αναφορές και παρατηρήσεις».

Αναφορές και παρατηρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Δείτε τις εναλλακτικές ονομασίες στον παρακείμενο πίνακα πληροφοριών χημικής ένωσης.
  2. Ruggero Curci, Anna Dinoi, and Maria F. Rubino (1995). "Dioxirane oxidations: Taming the reactivity-selectivity principle". Pure & Appl. Chem. 67 (5): 811–822. doi:10.1351/pac199567050811.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Dioxirane της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Диоксираны της Ρωσικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).