Διφθοριωδομεθάνιο

Διφθοριωδομεθάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Διφθοριωδομεθάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	CHF2I
Μοριακή μάζα	177,92 amu
Σύντομος; συντακτικός τύπος	CHF2I
Αριθμός CAS	1493-03-4
SMILES	IC(F)F
Δομή
Μοριακή γεωμετρία	τετραεδρική
Ισομέρεια
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-122 °C
Σημείο βρασμού	21,6 °C
Εμφάνιση	Aέριο
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
	Ερεθιστικό (Χi)
Φράσεις κινδύνου	R20
Φράσεις ασφαλείας	S23-36/S37/S39
	Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το διφθοριωδομεθάνιο είναι ένα αέριο τριαλομεθάνιο (στις συνηθισμένες συνθήκες, T = 25 °C, 1 atm), καθώς και ένας υδριωδοφθοράνθρκας.

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ονομασία «διφθοριωδομεθάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «μεθ-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου άνθρακα ανά μόριο 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 έχουν χαρακτηριστικές καταλήξεις. Το αρχικό πρόθεμα «διφθορ(ο)-» δηλώνει την παρουσία δύο (2) ατόμων φθορίου ανά μόριο της ένωσης και το ακολουθούμενο «ιωδ(ο)-» δηλώνει την παρουσία ενός ατόμου ιωδίου ανά μόριο της ένωσης. Το «διφθορο-» μπαίνει πρώτο, γιατί τα προθέματα υποκαταστατών ή διακλαδώσεων μπαίνουν κατά αλφαβητική σειρά και δ < ι.

Μοριακή δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η μοριακή δομή του είναι τετραεδρική, με το άτομο του άνθρακα στο κέντρο κσι τα υπόλοιπα στις κορυφές.

Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
Δεσμοί^[2]
C-H	σ	2sp³-1s	109 pm	3% C^- H⁺
C-F	σ	2sp³-2sp³	139 pm	43% C⁺ F^-
C-I	σ	2sp³-5sp³	213,2 pm	5‰ C⁺ I^-
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
F	-0,43
I	-0,005
H	+0,03
C	+0,865

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υποκατάσταση ιωδίου από φθόριο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση τριφθοριούχου υφυδραργύρου (Hg₂F₂) σε τριιωδομεθάνιο^[3]:

$\mathrm {CHI_{3}+Hg_{2}F_{2}{\xrightarrow {}}CHF_{2}I+Hg_{2}I_{2}\downarrow }$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη δυο διαφορετικών αλογόνων στο μόριό του. Το ιώδιο υποκαθίσταται ή αποσπάται πολύ πιο εύκολα, με αποτέλεσμα να δίνει εύκολα διφθοροπαράγωγα.

Αντιδράσεις υποκατάστασης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υποκατάσταση από υδροξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υδρολύεται με υδροξείδιο του νατρίου προς διφθορομεθανόλη που μετατρέπεται τελικά σε μονοξείδιο του άνθρακα και υδροφθόριο^[4]:

$\mathrm {CHF_{2}I+NaOH{\xrightarrow {-NaI}}F_{2}CHOH{\xrightarrow {-HF}}HCOF{\xrightarrow {}}CO+HF}$

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με RONa αρχικά προς αλκοξυδιφθορομεθάνιο και στη συνέχεια, με περίσσεια RONa, προς διαλκοξυφθορομεθάνιο και τελικά τριαλκοξυμεθάνιο^[4]:

$\mathrm {CHF_{2}I+RONa{\xrightarrow {-NaI}}F_{2}CHOR{\xrightarrow[{-NaF}]{+RONa}}ROCHFOR{\xrightarrow {+RONa}}(RO)_{3}CH+NaF}$

Υποκατάσταση από αλκινύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με RC≡CNa αρχικά προς 1,1-διφθοροαλκίνιο-2, στη συνέχεια, με περίσσεια RC≡CNa, προς 1,5-διαλκυλο-3-φθοροπενταδιίνιο και τελικά προς 3-αλκινυλο-1,5-διαλκυλοπενταδιίνιο^[4]:

$\mathrm {CHF_{2}I+RC\equiv CNa{\xrightarrow {-NaI}}RC\equiv CCHF_{2}{\xrightarrow[{-NaF}]{+RC\equiv CNa}}RC\equiv CCHFC\equiv CR{\xrightarrow {+RC\equiv CNa}}(RC\equiv C)_{3}CH+NaF}$

Υποκατάσταση από ακύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με RCOONa αρχικά προς αλκανικό διφθορομεθυλεστέρα, στη συνέχεια, με περίσσεια RCOONa, προς διαλκανικό φθορομεθυλοδιεστέρα και τελικά προς τριαλκανικό μεθυλοτριεστέρα^[4]:

$\mathrm {CHF_{2}I+RCOONa{\xrightarrow {-NaI}}RCOOCHF_{2}{\xrightarrow[{-NaF}]{+RCOONa}}RCOOCHFOOCR{\xrightarrow {+RCOONa}}(RCOO)_{3}CH+NaF}$

Υποκατάσταση από κυάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με NaCN αρχικά προς διφθοραιθανονιτρίλιο, στη συνέχεια, με περίσσεια NaCN, προς φθοροπροπανοδινιτρίλιο και τελικά κυανοπροπανοδινιτρίλιο^[4]:

$\mathrm {CHF_{2}I+NaCN{\xrightarrow {-NaI}}F_{2}CHCN{\xrightarrow[{-NaF}]{+NaCN}}NCCHFCN{\xrightarrow {+NaCN}}CH(CN)_{3}+NaF}$

Υποκατάσταση από αλκύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με RNa αρχικά προς (διφθορομεθυλ)αλκάνιο, στη συνέχεια, με περίσσεια RNa, προς διαλκυλοφθορομεθάνιο και τελικά προς τριαλκυλομεθάνιο^[4]:

$\mathrm {CHF_{2}I+RNa{\xrightarrow {-NaI}}RCHF_{2}{\xrightarrow[{-NaF}]{+RNa}}RCHFR{\xrightarrow {+RNa}}R_{3}CH}$

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αρχικά RSNa προς (αλκυλοθειο)διφθορομεθάνιο, στη συνέχεια, με περίσσεια RSNa, προς δι(αλκυλοθειο)φθορομεθάνιο και τελικά προς τρι(αλκυλοθειο)μεθάνιο^[4]:

$\mathrm {CHF_{2}I+RSNa{\xrightarrow {-NaI}}RSCHF_{2}{\xrightarrow[{-NaF}]{+RSNa}}RSCH_{2}SR{\xrightarrow {+RSNa}}(RS)_{3}CHJ+NaF}$

Υποκατάσταση από αμινομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αμμωνία (NH₃) αρχικά προς διφθορομεθαναμίνη, στη συνέχεια, με περίσσεια αμμωνίας, προς φθορομεθανοδιαμίνη και τελικά μεθανοτριαμίνη^[4]:

$\mathrm {CHF_{2}I+NH_{3}{\xrightarrow {-HI}}F_{2}CHNH_{2}{\xrightarrow[{-HF}]{+NH_{3}}}FCH(NH_{2})_{2}{\xrightarrow {+NH_{3}}}CH(NH_{2})_{3}+HF}$

Υποκατάσταση από φωσφύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με φωσφίνη (PH₃) αρχικά προς διφθορομεθανοφωσφαμίνη, στη συνέχεια, με περίσσεια φωσφίνης, προς φθορομεθανοδιφωσφαμίνη και τελικά προς μεθανοτριφωσφαμίνη^[5]:

$\mathrm {CHF_{2}I+PH_{3}{\xrightarrow {-HI}}F_{2}CHPH_{2}{\xrightarrow[{-HF}]{+PH_{3}}}FCH(PH_{2})_{2}{\xrightarrow {+PH_{3}}}CH(PH_{2})_{3}+HF}$

Υποκατάσταση από νιτροομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με NaNO₂ αρχικά προς διφθορονιτρομεθάνιο, στη συνέχεια, με περίσσεια νιτρώδους νατρίου, προς δινιτροφθορομεθάνιο, και τελικά προς τρινιτρομεθάνιο^[6]:

$\mathrm {CHF_{2}I+NaNO_{2}{\xrightarrow {-NaI}}F_{2}CHNO_{2}{\xrightarrow[{-NaF}]{NaNO_{2}}}CH_{2}(NO_{2})_{2}{\xrightarrow {NaNO_{2}}}CH(NO_{2})_{3}+NaF}$

Υποκατάσταση από φαινύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται αρχικά (διφθορομεθυλο)βενζόλιο, στη συνέχεια, με περίσσεια βενζολίου, προς διφαινυλοφθορομεθάνιο και τελικά προς τριφαινυλομεθάνιο:

$\mathrm {PhH+CHF_{2}I{\xrightarrow[{-HI}]{AlI_{3}}}PhCHF_{2}{\xrightarrow[{+PhH-HF}]{AlF_{3}}}PhCHFPh{\xrightarrow[{+PhH}]{AlF_{3}}}Ph_{3}CH}$

Αναγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με LiAlH₄, παράγεται μεθάνιο^[7]:

$\mathrm {4CHF_{2}I+3LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}4CH_{4}+2LiF+LiI+2AlF_{3}+AlI_{3}}$

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ, παράγεται αρχικά διφθορομεθάνιο, στη συνέχεια φθορομεθάνιο και τελικά μεθάνιο^[8]:

$\mathrm {CHF_{2}I+Zn+HCl{\xrightarrow {-ZnClI}}CH_{2}F_{2}{\xrightarrow[{-ZnClF}]{+Zn+HI}}CH_{3}F{\xrightarrow {+Zn+HI}}CH_{4}+ZnClF}$

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται μεθάνιο^[9]:

$\mathrm {CHF_{2}I+SiH_{4}{\xrightarrow {BF_{3}}}2CH_{4}+SiHF_{2}I}$

4. Με υδροϊώδιο (HI):

$\mathrm {CHF_{2}I+HI{\xrightarrow {}}CH_{2}F_{2}+I_{2}}$

Αντιδράσεις προσθήκης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH₂=CH₂) παράγει 1,1-διφθορο-3-ιωδοπροπάνιο:

$\mathrm {CHF_{2}I+CH_{2}=CH_{2}{\xrightarrow {}}ICH_{2}CH_{2}CHF_{2}}$

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 3,3-διφθορο-1-ιωδοπροπένιο

$\mathrm {CHF_{2}I+HC\equiv CH{\xrightarrow {}}ICH=CHCHF_{2}}$

3. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 1,1-διφθορο-4-ιωδοβουτάνιο:

$\mathrm {+CHF_{2}I{\xrightarrow {}}ICH_{2}CH_{2}CH_{2}CHF_{2}}$

4. Σε αλκαδιένια. Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 παράγει 5,5-διφθορο-1-ιωδοπεντένιο-2.

$\mathrm {CHF_{2}I+CH_{2}=CHCH=CH_{2}{\xrightarrow {}}ICH_{2}CH=CHCH_{2}CHF_{2}}$

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει διφθορο(2-ιωδαιθοξυ)μεθάνιο^[10]:

$\mathrm {+CHF_{2}I{\xrightarrow {}}ICH_{2}CH_{2}OCHF_{2}}$

Παραγωγή καρβενίων και παραγώγων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παραγωγή και παρεμβολή διφθορομεθυλενίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υδροξείδιου του καλίου αποσπάται υδροχλώριο παράγοντας διφθορομεθυλένιο^[11]:

$\mathrm {CHF_{2}I+KOH{\xrightarrow {}}[:CF_{2}]+KI+H_{2}O}$

Το ασταθές φθορομεθυλένιο στη συνέχεια συμπεριφέρεται σα δίριζα και παρεμβάλλεται σε δεσμούς C-Η ή προσθέτεται σε πολλαπλούς δεσμούς, σχηματίζοντας τριμελή δακτύλιο. Παραδείγματα:

1. Παρεμβολή στον εαυτό του. Παράγεται 1,1,2,2-τετρααφθοροιωδαιθάνιο:

$\mathrm {2CHF_{2}I+KOH{\xrightarrow {}}F_{2}CHCF_{2}I+KI+H_{2}O}$

2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο. Παράγεται μίγμα από 3,3-διφθοροπροπένιο και διφθοροκυκλοπροπάνιο:

$\mathrm {CH_{2}=CH_{2}+CHF_{2}I+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {4}{5}}F_{2}CHCH=CH_{2}+KI+H_{2}O+{\frac {1}{5}}(CH_{2}CF_{2}CH_{2})}$

3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο. Παράγεται μίγμα από 3,3-διφθοροπροπίνιο και 3,3-διφθοροκυκλοπροπένιο:

$\mathrm {HC\equiv CH+CHF_{2}I+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {2}{3}}F_{2}CHC\equiv CH+KI+H_{2}O+{\frac {1}{3}}(F_{2}CCH=CH)}$

4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο. Παράγεται μίγμα από (διφθορομεθυλο)βενζόλιο και 7,7-διφθοροκυκλοεπτατριένιο:

$\mathrm {PhH+CHF_{2}I+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {1}{2}}PhCHF_{2}+KI+H_{2}O+{\frac {1}{2}}(F_{2}CCH=CHCH=CH=CH)}$

5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη. Παράγεται μίγμα από διφθοραιθανάλη και 2,2-διφθορεποξυαιθάνιο (2,2-διφθοροξιράνιο):

$\mathrm {HCHO+CHF_{2}I+KOH{\xrightarrow {}}KI+H_{2}O+{\frac {2}{3}}F_{2}CHCHO+{\frac {1}{3}}(F_{2}CCH_{2}O)}$

Παραγωγή και παρεμβολή φθορομεθυλενίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Είναι δυνατή η απόσπαση FI με χρήση ιδιαίτερα ηλεκτροθετικών μετάλλων όπως κάλιο, νάτριο, μαγνήσιο ή και ψευδάργυρος, παράγοντας φθορομεθυλένιο. Τα δισθενή μέταλλα ευνοούν ιδιαίτερα τις κυκλικές προσθήκες. Έτσι έχουμε τα ακόλουθα παραδείγματα:

1. Παρεμβολή στον εαυτό του. Παράγεται 1,1,2-τριφθορο-1-ιωδαιθάνιο:

$\mathrm {2CHF_{2}I+Zn{\xrightarrow {}}FCH_{2}CF_{2}I+ZnFI}$

2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο. Παράγεται σε μεγάλο ποσοστό φθοροκυκλοπροπάνιο:

$\mathrm {CH_{2}=CH_{2}+CHF_{2}I+Zn{\xrightarrow {}}ZnFI+}$

3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο. Παράγεται σε μεγάλο ποσοστό 3-φθοροκυκλοπροπένιο:

$\mathrm {HC\equiv CH+CHF_{2}I+Zn{\xrightarrow {}}ZnFI+(FCHCH=CH)}$

4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο. Παράγεται σε μεγάλο ποσοστό 7-φθοροκυκλoεπτατριένιο:

$\mathrm {PhH+CHF_{2}I+Zn{\xrightarrow {}}ZnFI+(FCHCH=CHCH=CHCH=CH)}$

5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη. Παράγεται σε μεγάλο ποσοστό εποξυφθοραιθάνιο:

$\mathrm {HCHO+CHF_{2}I+Zn{\xrightarrow {}}ZnFI+}$

Παραπομπές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

↑ Διαδικτυακός τόπος ChemicalBook
↑ 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.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
↑ ^4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 ^4,4 ^4,5 ^4,6 ^4,7 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.Α1.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β.
↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
↑ Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = F.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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

[1] Διαδικτυακός τόπος ChemicalBook

[2] 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.

[3] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.

[Pet186-4] 4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 ^4,4 ^4,5 ^4,6 ^4,7 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.

[5] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.Α1.

[6] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α.

[7] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α.

[8] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β.

[9] Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.

[10] Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = F.

[11] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]