Ιωδοκυκλοπροπάνιο

Ιωδοκυκλοπροπάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Ιωδοκυκλοπροπάνιο; Ιωδοκυκλοπροπάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H5I
Μοριακή μάζα	167,97747 amu
SMILES	IC1CC1
Δομή
Μοριακή γεωμετρία	ο δακτύλιος των ανθρακατόμων σχηματίζει ισόπλευρο τρίγωνο
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	3; ισοπροπενυλοϊωδίδιο; προπενυλοϊωδίδιο-1; αλλυλοϊωδίδιο
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
	Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το κυκλοπροπυλοϊωδίδιο ή ιωδοκυκλοπροπάνιο^[2] έχει χημικό τύπο είναι C₃H₅I και σύντομο συντακτικό . Ανήκει στα κυκλοαλκυλοαλογονίδια, δηλαδή στα μονοϊσοκυκλικά κορεσμένα οργανομονοαλογονίδια. Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:

Προπενυλοϊωδίδιο-1 ή 1-ιωδοπροπένιο.
Ισοπροπενυλοϊωδίδιο ή 2-ιωδοπροπένιο.
Αλλυλοϊωδίδιο ή 3-ιωδοπροπένιο.

Κυκλοπροπάνια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

«Κυκλοπροπάνια» ονομάζονται τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο, που αποτελεί και το χαρακτηριστικό της δομής τους. Οι πλευρικές αλυσίδες, όταν υπάρχουν, διαμορφώνονται όπως στα αλκάνια. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της μοριακής δομής τους είναι η εμφάνιση γωνίας δεσμού $\mathrm {{\widehat {C-C-C}}=60^{o}<109^{o}28'}$ που είναι η συνηθισμένη γωνία δεσμού sp³-sp³ που αντιστοιχεί σε κορεσμένο. Ύστερα από ενεργειακή ανάλυση των πιθανών δομών - μοριακών μοντέλων με κβαντομηχανικές μεθόδους προέκυψε ως πιθανότερη η εκδοχή του sp² υβριδισμού και της δημιουργίας δύο μοριακών τροχιακών τριών κέντρων (των τριών ατόμων C), σ (2sp²-2sp²-2sp²) και π (2p-2p-2p), με 3 ηλεκτρόνια ανά μοριακό τροχιακό, ώστε να χρησιμοποιηθούν τα 6 διαθέσιμα ηλεκτρόνια των 3 ατόμων C (τα άλλα 6 χρησιμοποούνται για τους 6 σ δεσμούς με τα 6 άτομα υδρογόνου ή και τα αλκύλια). Αντί δηλαδή των κλασσικών 3 ομοιοπολικών δεσμών δύο κέντρων μεταξύ των ατόμων C, υπάρχουν 2 ομοιοπολικοί δεσμοί τριών κέντρων.^[3]

Εξαιτίας αυτού του γεγονότος προκύπτει η λεγόμενη «ενέργεια τάσης δεσμών» που συνυπολογίζει την ενέργεια παραμόρφωσης δεσμικής γωνίας (κατά Baeyer), που οφείλεται στη διαφορά γωνίας από την κανονική, και την ενέργεια στρέψης (κατά Piltzer), που οφείλεται στην αδυναμία του συστήματος να στρέψει τους δεσμούς του και να πάρει διαμόρρφωση αποφυγής των απώσεων τύπου Van der Waals, που αναπτύσσονται από την προσέγγιση αλληλοαπωθούμενων ατόμων και ομάδων αυτών. Ενώ λοιπόν το ισομερές προπένιο έχει θερμότητα ολικής καύσης 1.971 kcal/mole το κυκλοπροπάνιο έχει 2.088 kcal/mole. Το ΔQ = 117 kJ/mole αντιστοιχεί ακριβώς στην επιπλέον ενέργεια που παγιδεύει η ιδιάζουσα δομή του τριμελή δατυλίου.^[4] Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3. Το μόριο του κυκλοπροπυλοϊωδίδιου διαφέρει από του κυκλοπροπάνιου στο ότι έχει ένα άτομο ιωδίου αντί ενός ατόμου υδρογόνου.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Βινυλοϊωδίδιο και μεθυλένιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη μεθυλενίου ([:CH₂]) σε βινυλοϊωδίδιο (CH₂=CHI), μέσω του ζεύγους μεθυλενοδιιωδίδιου (CH₂I₂) - ψευδαργύρου (Zn)^[5]:

$\mathrm {CH_{2}=CHI+CH_{2}I_{2}+Zn{\xrightarrow {Cu}}ZnI_{2}+}$

Με φωτοχημική ιωδίωση κυκλοπροπανίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με φωτοχημική ιωδίωση υποκατάστασης υδρογόνου, στο κυκλοπροπάνιο που έχει 6 ισότμα άτομα υδρογόνου για φωτοχημική αντικατάσταση από ιώδιο, προκύπτει μόνο κυκλοπροπυλοϊωδίδιο^[6]:

$\mathrm {+I_{2}{\xrightarrow[{\triangle }]{UV}}HI+}$

Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης (κυκλο)αλκανίων. Παράγονται και πολυβρωμπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας κυκλοπροπανίου.
Η αντίδραση ευνοείται περισσότερο με τη θέρμανση και λιγότερο με την ακτινοβόληση.

Υποκατάσταση του υδροξυλίου σε κυκλοπροπανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση υδροϊωδίου (HI) σε κυκλοπροπανόλη ^[7]:

$\mathrm {+HI{\xrightarrow {}}H_{2}O+}$

2. Η υποκατάσταση του υδροξυλίου (OH) ιώδιο (I) στην κυκλοπροπανόλη μπορεί να γίνει και με τριϊωδιούχο φωσφόρο (PI₃)^[8]:

$\mathrm {3}$ $\mathrm {+PI_{3}{\xrightarrow {}}H_{3}PO_{3}+3}$

Από κυκλοπροπένιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υδροϊωδίωση κυκλοπροπενίου παράγεται κυκλοπροπυλοϊωδίδιο^[9]:

$\mathrm {+HI{\xrightarrow {}}}$

Από κυκλοπροπυλοβρωμίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υποκατάσταση βρωμίου από ιώδιο σε κυκλοπροπυλοβρωμίδιο^[10]:

$\mathrm {+KI{\xrightarrow {}}KBr+}$

Χημικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο (δηλαδή τα «κυκλοπροπάνια»), και τα παράγωγά τους, έχουν αρκετή ενέργεια τάσης δεσμών για να δώσουν προσθηκοδιάσπαση-1,3, αλλά κάτω από πιο έντονες συνθήκες και με μικρότερη ταχύτητα αντίδρασης σε σχέση με τα αλκένια^[11]:
Ο όρος «προσθηκοδιάσπαση» σημαίνει διάσπαση δακτυλίου και προσθήκη στα άκρα της αλυσίδας που προκύπτει.
Εκτός των παραπάνω υπάρχει και η δυνατότητα αντιδράσεων με το ιώδιο, προς διάφορα άλλα παράγωγα:

Αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3 στον κυκλοπροπανικό δακτύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Προσθήκη αλογόνου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλογόνου είναι δυνατό να γίνει 1,3-προσθηκοδιάσπαση, οπότε παράγεται κυρίως 1-ιωδο-1,3-διαλοπροπάνιο

$\mathrm {+X_{2}{\xrightarrow {CCl_{4}}}XCH_{2}CH_{2}CHXI}$

Καταλυτική 1,3-υδρογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση - Παράγεται κυρίως προπυλοϊωδίδιο:

$\mathrm {+H_{2}{\xrightarrow {Pt}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}I}$

Υδραλογόνωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υδραλογόνο (ΗΧ) - Παράγεται κυρίως 1-αλο-1-ϊωδοπροπάνιο:

$\mathrm {+HX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CHXI}$

Υδροξυαλογόνωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υπαλογονώδες οξύ (HOX) - Παράγεται τελικά κυρίως 3-αλοπροπανάλη, μέσω 3-αλο-1-ϊωδοπροπανόλης-1 και 3-αλοπροπεν-1-όλης-1.

$\mathrm {+HOX{\xrightarrow {}}XCH_{2}CH_{2}CH(I)OH{\xrightarrow {-HI}}XCH_{2}CH=CHOH{\xrightarrow {}}XCH_{2}CH_{2}CHO}$

Ενυδάτωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειικού οξέως σε κυκλοπροπάνιo παράγεται τελικά κυρίως προπανάλη:

$\mathrm {+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH(I)OSO_{3}H{\xrightarrow[{-H_{2}SO_{4}}]{+H_{2}O}}CH_{3}CH_{2}CH(I)OH{\xrightarrow {-HI}}CH_{3}CH=CHOH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CHO}$

Διυδροξυλίωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε κυκλοπροπάνιo, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται τελικά κυρίως 3-υδροξυπροπανάλη:

$\mathrm {+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {RCOOH}}HOCH_{2}CH_{2}CH(I)OH{\xrightarrow {-HI}}HOCH_{3}CH=CHOH{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH_{2}CHO}$

Αντιδράσεις υποκατάστασης ιωδίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι αντιδράσεις είναι ταχύτερες σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλογονίδια των άλλων αλογόνων.

Παραγωγή αλκοόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς κυκλοπροπανόλη^[10]:

$\mathrm {+AgOH{\xrightarrow {}}AgI\downarrow +}$

Παραγωγή αιθέρα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλμεθυλαιθέρα (CH₃OR)^[10]:

$\mathrm {+RONa{\xrightarrow {}}NaI+}$

Παραγωγή κυκλοαλκινίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς κυκλοαλκίνιο. Π.χ.^[10]:

$\mathrm {+RC\equiv CNa{\xrightarrow {}}NaI+}$

Παραγωγή νιτριλίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς κυκλοπροπυλομεθανονιτρίλιο (CH₃CN)^[10]:

$\mathrm {+NaCN{\xrightarrow {}}NaI+}$

Παραπομπές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

↑ Ελλείψει άμεσης πληροφόρησης προέκυψε από τον ακόλουθο υπολογισμό: ΜΜ(κυκλοπροπυλοβρωμίδιου) + ΑΜ(Ι) - ΑΜ(Br)
↑ Ο αριθμός θέσης 1- παραλήπεται γιατί εννοείται.
↑ Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.127-128, §6.2.
↑ Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985, Σελ. 125-126, §6.1.
↑ SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 138, §9.2Β5β.
↑ SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 43-46 §4.4.3.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.1, R = κυκλοπροπύλιο, X = I.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.2, R = κυκλοπροπύλιο
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1., X = I
↑ ^10,0 ^10,1 ^10,2 ^10,3 ^10,4 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ.24, §1.2.

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] Ελλείψει άμεσης πληροφόρησης προέκυψε από τον ακόλουθο υπολογισμό: ΜΜ(κυκλοπροπυλοβρωμίδιου) + ΑΜ(Ι) - ΑΜ(Br)

[2] Ο αριθμός θέσης 1- παραλήπεται γιατί εννοείται.

[3] Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.127-128, §6.2.

[4] Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985, Σελ. 125-126, §6.1.

[5] SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 138, §9.2Β5β.

[6] SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 43-46 §4.4.3.

[7] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.1, R = κυκλοπροπύλιο, X = I.

[8] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.2, R = κυκλοπροπύλιο

[9] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1., X = I

[Pet186-10] 10,0 ^10,1 ^10,2 ^10,3 ^10,4 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.

[11] Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ.24, §1.2.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]