2-μεθυλοπεντάνιο

2-μεθυλοπεντάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	2-μεθυλοπεντάνιο
Άλλες ονομασίες	Ισοεξάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C6H14
Μοριακή μάζα	86,18 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CΗ3CH2CH2CH(CΗ3)2
Συντομογραφίες	iBuΕτ, iPrPr
Αριθμός CAS	73513-42-5
SMILES	CCCC(C)C
PubChem CID	7892
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	4 εξάνιο 3-μεθυλοπεντάνιο 2,2-διμεθυλοβουτάνιο 2,3-διμεθυλοβουτάνιο
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-153 °C
Σημείο βρασμού	60 °C
Εμφάνιση	Άχρωμο υγρό
Χημικες ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	-32 °C
Σημείο αυτανάφλεξης	264 °C
Επικινδυνότητα
Εξαιρετικά εύφλεκτο (F+), Επιβλαβές (Xn), Τοξικό για τους υδρόβιους οργανισμούς (N)
Φράσεις κινδύνου	12, 51/53, 65, 66, 67
Φράσεις ασφαλείας	2, 9, 16, 29, 33, 61, 62
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το ισοεξάνιο ή 2-μεθυλοπεντάνιο είναι ένα αλκάνιο, δηλαδή άκυκλος κορεσμένος υδρογονάνθρακας, με χημικό τύπο C₆H₁₄ και σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂CH₂CH(CH₃)₂.

Ονοματολογία

Η ονομασία «2-μεθυλοπεντάνιο» από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το αρχικό πρόθεμα «μεθυλο-» δηλώνει την παρουσία διακλάδωσης ενός (1) ατόμου άνθρακα και συγκεκριμένα στο άτομο άνθρακα #2, όπως δηλώνει ο αρχικός αριθμός θέσης, το τμήμα «πεντ-» δηλώνει την παρουσία πέντε (5) ατόμων άνθρακα στην κύρια ανθρακική αλυσίδα 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, δηλαδή ότι είναι υδρογονάνθρακας.

Δομή

Το μόριό του αποτελείται από έξι (6) άτομα άνθρακα (τρία (3) πρωτοταγή, δύο (2) δευτεροταγή), ένα (1) τριτοταγές) και δεκατέσσερα (14) άτομα υδρογόνου.

Δεσμοί
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,#5,#1'	-0,09
C#3,#4	-0,06
C#2	-0,03
H	+0,03

Παραγωγή

Απομόνωση από φυσικές και βιομηχανικές πηγές

1. Απομονώνεται από το πετρέλαιο.
2. Απομονώνεται από μίγματα που προκύπτουν από πυρόλυση βαρύτερων προϊόντων διύλισης πετρελαίου ή πολυμερών υδρογονανθράκων.

Παρασκευή με αντιδράσεις σύνθεσης: Από πρώτες ύλες με μικρότερη ανθρακική αλυσίδα

Δομικά το ισοεξάνιο αποτελείται από δυο μέρη: ισοπροπύλιο (CH₃CHCH₃) και προπύλιο (CH₃CH₂CH₂). Επομένως, ο απλούστερος τρόπος παρασκευής καθαρού ισοεξανίου είναι η αντίδραση ζεύγους ισοπροπυλαλογονιδίου - προπυλολιθίου ή ισοπροπυλολιθίου - προπυλαλογονιδίου:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2X + 2Li \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2CH_2Li + LiX}$
$\mathrm{CH_3CHXCH_3 + CH_3CH_2CH_2Li \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + LiX}$
ή
$\mathrm{CH_3CHXCH_3 + 2Li \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CHLiCH_3 + LiX}$
$\mathrm{CH_3CHLiCH_3 + CH_3CH_2CH_2X \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + LiX}$

Παρασκευή με αντιδράσεις χωρίς αλλαγή ανθρακικής αλυσίδας

1. Αναγωγή 2-μεθυλοπεντυλαλογονιδίου-1 (CH₃CH₂CH₂CH(CH₃)CH₂X) ή 4-μεθυλοπεντυλαλογονιδίου-1 ((CH₃)₂CHCH₂CH₂CH₂X) ή 2-μεθυλοπεντυλαλογονιδίου-2 (CH₃CH₂CH₂CX(CH₃)₂)) ή 4-μεθυλοπεντυλαλογονιδίου-2 ((CH₃₂CHCH₂CHXCH₃) ή 2-μεθυλοπεντυλαλογονιδίου-3 (CH₃CH₂CHXCH(CH₃)₂):

1. Με «υδρογόνο εν τω γεννάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2X + Zn + HX \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + ZnX_2}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2X + Zn + HX \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + ZnX_2}$
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CX(CH_3)_2 + Zn + HX \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + ZnX_2}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CHXCH_3 + Zn + HX \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + ZnX_2}$
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CHXCH(CH_3)_2 + Zn + HX \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + ZnX_2}$

2. Με LiAlH₄ ή NaBH₄:

$\mathrm{4CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2X + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + AlX_3 + LiX}$
ή
$\mathrm{4(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2X + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + AlX_3 + LiX}$
ή
$\mathrm{4CH_3CH_2CH_2CX(CH_3)_2 + Zn + HX + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + AlX_3 + LiX}$
ή
$\mathrm{4(CH_3)_2CHCH_2CHXCH_3 + Zn + HX + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + AlX_3 + LiX}$
ή
$\mathrm{4CH_3CH_2CHXCH(CH_3)_2 + Zn + HX + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + AlX_3 + LiX}$

3 Με αναγωγή των αντίστοιχων αλκυλιωδιδίων από HI:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2I + HI \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + I_2}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2I + HI \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + I_2}$
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CI(CH_3)_2 + HI \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + I_2}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CHICH_3 + HI \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + I_2}$
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CHICH(CH_3)_2 + HI \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + I_2}$

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

1. Με χρήση Li:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2X + 2Li \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2Li + LiX}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2Li+ H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + LiOH}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2X + 2Li \xrightarrow{|Et_2O|} (CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2Li + LiX}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2Li + H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + LiOH}$
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CX(CH_3)_2 + 2Li \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2CH_2CLi(CH_3)_2 + LiX}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CLi(CH_3)_2 + H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + LiOH}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CHXCH_3 + 2Li \xrightarrow{|Et_2O|} (CH_3)_2CHCH_2CHLiCH_3 + LiX}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CHLiCH_3 + H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + LiOH}$
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CX(CH_3)CH_2CH_3 + 2Li \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2CLi(CH_3)CH_2CH_3 + LiX}$
$\mathrm{CH_3CH_2CLi(CH_3)CH_2CH_3 + H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + LiOH}$

2. Με χρήση Mg:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2X + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2MgX}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2MgX + H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + Mg(OH)X}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2X + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} (CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2MgX}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2MgX + H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + Mg(OH)X}$
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CX(CH_3)_2 + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2CH_2CMgX(CH_3)_2}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CMgX(CH_3)_2+ H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + Mg(OH)X}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CHXCH_3 + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} (CH_3)_2CHCH_2CHMgXCH_3}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CHMgXCH_3 + H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + Mg(OH)X}$\
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CHXCH(CH_3)_2 + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2CHMgXCH(CH_3)_2}$
$\mathrm{CH_3CH_2CHMgXCH(CH_3)_2 + H_2O \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + Mg(OH)X}$

2. Με καταλυτική υδρογόνωση ακόρεστων αλειφατικών υδρογονανθράκων με ανθρακική αλυσίδα 5 ατόμων και διακλάδωση μεθυλίου:

1. 2-μεθυλοπεντένιου-1:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2C(CH_3)=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

2. 2-μεθυλοπεντένιου-2:

$\mathrm{CH_3CH_2CH=C(CH_3)_2 + H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

3. 4-μεθυλοπεντένιου-2:

$\mathrm{(CH_3)_2CHCH=CHCH_3 + H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

4. 4-μεθυλοπεντένιου-1:

$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

5. 4-μεθυλοπενταδιενίου-1,2:

$\mathrm{(CH_3)_2CHCH=C=CH_2 + 2H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

6. 2-μεθυλοπενταδιενίου-1,3:

$\mathrm{CH_3CH=CHC(CH_3)=CH_2 + 2H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

7. 4-μεθυλοπενταδιενίου-1,3:

$\mathrm{(CH_3)_2CH=CHCH=CH_2 + 2H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

8. 2-μεθυλοπενταδιενίου-1,4:

$\mathrm{CH_2=CHCH_2C(CH_3)_2=CH_2 + 2H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

9. 4-μεθυλοπεντίνιου-1:

$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2C \equiv CH + 2H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

10. 4-μεθυλοπεντίνιου-2:

$\mathrm{(CH_3)_2CHC \equiv CCH_3 + 2H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

11. μεθυλοπεντατριένιου-1,2,3:

$\mathrm{(CH_3)_2C=C=C=CH_2 + 3H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

12. 4-μεθυλοπεντατριένιου-1,2,4:

$\mathrm{CH_2=C(CH_3)CH=C=CH_2 + 3H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

13. 2-μεθυλοπεντεν-2-ινίου-4:

$\mathrm{(CH_3)_2C=CHC \equiv CH + 3H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

14. 2-μεθυλοπεντεν-1-ινίου-4:

$\mathrm{CH_2=C(CH_3)CH_2C \equiv CH + 3H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

15. 2-μεθυλοπεντεν-1-ινίου-3:

$\mathrm{CH_2=C(CH_3)C \equiv CCH_3 + 3H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2}$

3. Με αναγωγή κατάλληλων αλδεϋδών - Αντίδραση Wolf-Kishner:

1. 2-μεθυλοπεντανάλη:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CHO + NH_2NH_2 \xrightarrow{KOH} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + N_2 + H_2O}$

2. 4-μεθυλοπεντανάλη:

$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CHO + NH_2NH_2 \xrightarrow{KOH} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + N_2 + H_2O}$

4. Με αναγωγή κατάλληλων κετονών - Αντίδραση Clemmensen:

1. 2-μεθυλοπεντανόνη:

$\mathrm{CH_3CH_2COCH(CH_3)_2 + 2Zn + 2HCl \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + ZnCl_2 + ZnO}$

2. 4-μεθυλοπεντανόνη:

$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2COCH_3 + 2Zn + 2HCl \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + ZnCl_2 + ZnO}$

Παρασκευή με αντιδράσεις αποσύνθεσης με μείωση του μήκους της ανθρακικής αλυσίδας

• Mε τη θέρμανση αΛκαλικού διαλύματος 3-μεθυλοεξανικού οξέος [CH₃CH₂CH₂CH(CH₃)CH₂COOH] ή [2,2-διμεθυλοπεντανικού οξέος [CH₃CH₂CH₂C(CH₃)₂COOH] ή 2-αιθυλο-3-μεθυλοβουτανικό οξέος [(CH₃)₂CHCΗ(CH₂CH₃)COOH] ή [2,4-διμεθυλοπεντανικού οξέος [(CH₃)₂CHCH₂CΗ(CH₃)COOH] ή 5-μεθυλοεξανικού οξέος [(CH₃)₂CHCH₂CH₂CH₂COOH]:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2COOH + NaOH \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2COONa + H_2O \xrightarrow{\mathcal{4}} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaHCO_3 \xrightarrow{\triangle} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaOH + CO_2}$
ή
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2C(CH_3)_2COOH + NaOH \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2C(CH_3)_2COONa + H_2O \xrightarrow{\mathcal{4}} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaHCO_3 \xrightarrow{\triangle} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaOH + CO_2}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH(CH_2CH_3)COOH + NaOH \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH(CH_2CH_3)COONa + H_2O \xrightarrow{\mathcal{4}} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaHCO_3 \xrightarrow{\triangle} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaOH + CO_2}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CH_2CH(CH_3)COOH + NaOH \xrightarrow{} (CH_3)_2CH_2CH(CH_3)COONa + H_2O \xrightarrow{\mathcal{4}} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaHCO_3 \xrightarrow{\triangle} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaOH + CO_2}$
ή
$\mathrm{(CH_3)_2CH_2CH_2CH_2COOH + NaOH \xrightarrow{} (CH_3)_2CH_2CH_2CH_2COONa + H_2O \xrightarrow{\mathcal{4}} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaHCO_3 \xrightarrow{\triangle} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + NaOH + CO_2}$

Φυσικές ιδιότητες και ισομερή

Το ισοεξάνιο είναι άχρωμο υγρό με ελαφριά χαρακτηριστική οσμή. Ανήκει στην οικογένεια των αλκανίων και μάλιστα είναι ένα από τα μέλη που διατηρεί την εμπειρική του ονομασία ανεξάρτητα από τους κανόνες ονοματολογίας.

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

1. Εξάνιο: CH₃(CH₂)₄CH₃
2. 3-μεθυλοπεντάνιο: CH₃CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃
3. 2,2-διμεθυλοβουτάνιο (νεοεξάνιο): CH₃CH₂C(CH₃)₃
4. 2,3-διμεθυλοβουτάνιο: (CH₃)₂CHCH(CH₃)₂

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

_{Χημικές ιδιότητες}

_{Οξείδωση}

_{1. Όπως όλα τα αλκάνια, το ισοεξάνιο με περίσσεια οξυγόνου καίγεται προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό::}

_{$\mathrm{2C_6H_{14} + 19O_2 \xrightarrow{\triangle} 12CO_2 + 14H_2 + 8343 kJ}$}

• _{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, των δεσμών C-H και των δεσμών (Ο=Ο) του O2:}

2. Παραγωγή υδραερίου:

$\mathrm{C_6H_{14} + 6H_2O \xrightarrow[700-1100^oC]{Ni} 6CO + 14H_2}$

3. Καταλυτική οξείδωση κυρίως προς 2-μεθυλοπεντανόλη-2:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + \frac{1}{2}O_2 \xrightarrow[\triangle]{Cu} CH_3CH_2CH_2C(OH)(CH_3)_2}$

4. Οξείδωση με υπερμαγγανικό κάλιο προς 2-μεθυλοπεντανόλη-2:

$\mathrm{3CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + 2KMnO_4 + H_2SO_4 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2C(OH)(CH_3)_2 + 2MnO_2 + K_2SO_4 + H_2O}$

Αλογόνωση

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + X_2 \xrightarrow[\triangle]{UV} aCH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2X + bCH_3CH_2CH_2CX(CH_3)_2 + cCH_3CH_2CHXCH(CH_3)_2 + dCH_3CHXCH_2CH(CH_3)_2 + eXCH_2CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + HX}$

• Δραστικότητα των X₂: F₂ > Cl₂ > Br₂ > Ι₂.
• όπου 0<a,b,c,d,e<1, a + b + c + d + e = 0, διαφέρουν ανάλογα με το αλογόνο:

• Τα F και Cl είναι πιο δραστικά και λιγότερο εκλεκτικά. Η αναλογία των προπυλαλογονιδίων τους εξαρτάται κυρίως πό τη στατιστική αναλογία των προς αντικατάσταση ατόμων H. Ειδικά γοα το χλώριο θα έχουμε:

• 2-μεθυλο-1-χλωροπεντάνιο: 6·1 = 6.
• 2-μεθυλο-2-χλωροπεντάνιο: 1·5 = 5.
• 2-μεθυλο-3-χλωροπεντάνιο: 2·3,8 = 7,6.
• 4-μεθυλο-2-χλωροπεντάνιο: 2·3,8 = 7,6.
• 4-μεθυλο-1-χλωροπεντάνιο: 3·1 = 3.

Δηλαδή το μίγμα που προκύπτει είναι: 20,5% 2-μεθυλο-2-χλωροπεντάνιο, 17,1% 2-μεθυλο-2-χλωροπεντάνιο, 26% 2-μεθυλο-3-χλωροπεντάνιο, 26% 4-μεθυλο-2-χλωροπεντάνιο και 10,3% 4-μεθυλο-1-χλωροπεντάνιο.

• Τα Br και I είναι πιο εκλεκτικά και λιγότερο δραστικά. Η αναλογία των πεντυλαλογονιδίων μεταβάλλεται προς όφελος του τριτοταγούς (αυτού που το αλογόνο συνδέεται με τριτοταγές άτομο C, δηλαδή ατόμου C ενωμένου με 3 άλλα άτομα C) 2-μεθυλοβουτυλοαλογονιδίου-2. Ειδικα για το βρώμιο θα έχουμε:

• 1-βρωμο-2-μεθυλοπεντάνιο: 6·1 = 6.
• 2-βρωμο-2-μεθυλοπεντάνιο: 1·1600 = 1600.
• 3-βρωμο-2-μεθυλοπεντάνιο: 2·82 = 164.
• 2-βρωμο-4-μεθυλοπεντάνιο: 2·82 = 164.
• 1-βρωμο-4-μεθυλοπεντάνιο: 3·1 = 3.

Δηλαδή το μίγμα που προκύπτει είναι: 0,3% 1-βρωμο-2-μεθυλοπεντάνιο, 82,6% 2-βρωμο-2-μεθυλοπεντάνιο, 8,5% 3-βρωμο-2-μεθυλοπεντάνιο, 8,5% 2-βρωμο-4-μεθυλοπεντάνιο και 0,2% 1-βρωμο-4-μεθυλοπεντάνιο.

Ανάλυση του μηχανισμού της χλωρίωσης του CH₃CH₂CH₂CH(CH₃)₂:

1. Έναρξη: Παράγονται ελεύθερες ρίζες.

$\mathrm{Cl_2 \xrightarrow[\triangle]{UV} 2Cl^\bullet - 239 kJ}$

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

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

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + Cl^\bullet \xrightarrow{} 0,1(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2^\bullet + 0,26(CH_3)_2CHCH_2CH^\bullet CH_3 + 0,26(CH_3)_2CHCH^\bullet CH_2CH_3 + 0,17 CH_3CH_2CH_2C^\bullet (CH_3)_2 + 0,21 CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2^\bullet + HCl + 14 kJ}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2^\bullet + Cl_2 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2Cl + Cl^\bullet + 100 kJ}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH^\bullet CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH(Cl)CH_3 + Cl^\bullet + 100 kJ}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH^\bullet CH_2CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH(Cl)CH_2CH_3 + Cl^\bullet + 100 kJ}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2C^\bullet (CH_3)_2 + Cl_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2C(Cl)(CH_3)_2 + Cl^\bullet + 100 kJ}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2^\bullet + Cl_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2Cl + Cl^\bullet + 100 kJ}$

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

$\mathrm{2Cl^\bullet \xrightarrow{} Cl_2 + 239 kJ}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2^\bullet + Cl^\bullet \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2Cl + 339 kJ}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH^\bullet CH_3 + Cl^\bullet \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH(Cl)CH_3 + 339 kJ}$
$\mathrm{(CH_3)_2CHCH^\bullet CH_2CH_3 + Cl^\bullet \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH(Cl)CH_2CH_3 + 339 kJ}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2C^\bullet (CH_3)_2 + Cl^\bullet \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2C(Cl)(CH_3)_2 + 339 kJ}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2^\bullet + Cl^\bullet \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2Cl + 339 kJ}$
$\mathrm{2(CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2^\bullet \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + 347 kJ}$
$\mathrm{2(CH_3)_2CHCH_2CH^\bullet CH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH(CH_3)CH(CH_3)CH_2CH(CH_3)_2 + 347 kJ}$
$\mathrm{2(CH_3)_2CHCH^\bullet CH_2CH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH(CH_2CH_3)CH(CH_2CH_3)CH(CH_3)_2 + 347 kJ}$
$\mathrm{CH_3CH_2CH_2C^\bullet (CH_3)_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2C(CH_3)_2C(CH_3)_2CH_2CH_2CH_3}$
$\mathrm{2CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2^\bullet \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2CH_2CH_3 + 347 kJ}$

• Είναι όμως πρακτικά δύσκολο να σταματήσει η αντίδραση στην παραγωγή μονοααλογονιδίων.

• Αν χρησιμοποιηθούν ισομοριακές ποσότητες CH₃CH₂CH₂CH(CH₃)₂ και Χ₂ θα παραχθεί μίγμα όλων των αλογονοπαραγώγων του CH₃CH₂CH₂CH(CH₃)₂.
• Αν όμως χρησιμοποιηθει περίσσεια CH₃CH₂CH₂CH(CH₃)₂, τότε η απόδοση τωμ μονοπαραγώγων αυξάνεται πολύ, λόγω της αύξησης της στατιστική πιθανότητας συνάντισης CH₃CH₂CH₂CH(CH₃)₂ με X^. σε σχέση με την πιθανότητα συνάντισης μονοπαραγώγου και X^., που μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή των υπόλοιπων X-παραγώγων.

Νίτρωση

• Αντιδρά με ατμούς HNO₃ στην αέρια φάση:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + HNO_3 \xrightarrow{\triangle} aCH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2NO_2 + bCH_3CH_2CH_2C(NO_2)(CH_3)_2 + cCH_3CH_2CH(NO_2)CH(CH_3)_2 + dCH_3CH(NO_2)CH_2CH(CH_3)_2 + eO_2NCH_2CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + H_2O}$

όπου 0<a,b,c,d,e<1, a + b + c + d + e = 1.

Παρεμβολή καρβενίων

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

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} \frac{3}{7} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)CH_2CH_3 + \frac{1}{14} CH_3CH_2CH_2C(CH_3)_3 + \frac{1}{7} CH_3CH_2CH(CH_3)CH(CH_3)_2 + \frac{1}{7} (CH_3)_2CHCH_2CH(CH_3)_2 + \frac{3}{14} CH_3CH_2CH_2CH_2CH(CH_3)_2 + KCl + H_2O}$

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

1. Παρεμβολή στους έξι (6) δεσμούς 1-CH₂-H: 6
2. Παρεμβολή στο δεσμό C-H: 1.
3. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς 3-CH-H: 2.
4. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς 4-CH-H: 2.
5. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς 5-CH₂-H: 3

Προκύπτει επομένως μίγμα |3-μεθυλοεξάνιου (~43%), 2,2-διμεθυλοπεντάνιου (~7%), 2,3-διμεθυλοπεντάνιο (~14%), 2,4-διμεθυλοπεντάνιο (~14%) και |2-μεθυλοεξάνιου (-21%).

Καταλυτική ισομερείωση

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

$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3 \stackrel{AlCl_3}{\overrightarrow\longleftarrow} CH_3CH_2CH_2CH(CH_3)_2 \stackrel{AlCl_3}{\overrightarrow\longleftarrow} CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2CH_3 \stackrel{AlCl_3}{\overrightarrow\longleftarrow} (CH_3)_4C \stackrel{AlCl_3}{\overrightarrow\longleftarrow} CH_3CH(CH_3)CH(CH_3)CH_2CH_3}$

Πηγές

• Η σελίδα της Ε.Ε. για την ταξινόμηση και την επισήμανση των επικίνδυνων ουσιών.
• Παπαγεωργίου Β.Π., “Εφαρμοσμένη Οργανική Χημεία: Άκυκλες Ενώσεις”, Εκδόσεις Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1986.
• 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
• Μερικές από τις ενέργειες αντιδράσεων υπολογίστηκαν με χρήση κατάλληλου λογισμικού. Θα διασταυρωθούν και βιβλιογραφικά το συντομότερο για μεγαλύτερη ακρίβεια.