Μεθυλοβουτίνιο

Μεθυλοβουτίνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Μεθυλοβουτίνιο
Άλλες ονομασίες	Ισοπροπυλακετυλένιο; Ισοπροπυλαιθίνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C5H8
Μοριακή μάζα	68.12
Σύντομος; συντακτικός τύπος	(CH3)2CHC≡CH
Συντομογραφίες	iPrC≡CH
Αριθμός CAS	598-23-2
SMILES	CC(C)C#C
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	25
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-9°C
Σημείο βρασμού	29,5 °C
Πυκνότητα	666 kg/m³
Διαλυτότητα; στο νερό	Αδιάλυτο
Εμφάνιση	Διαφανές, άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
	Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το (3-)μεθυλο(-1-)βουτίνιο^[2] (αγγλικά: 3-methyl-1-butyne) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C₅H₈ και ημισυντακτικό τύπο (CH₃)₂CHC≡CH. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκινίων.

Το χημικά καθαρό μεθυλοβουτίνιο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι εξαιρετικά εύφλεκτο υγρό.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση υδραλογόνων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση δύο ισοδυνάμων υδραλογόνου (HX) από 1,1-διαλο-3-μεθυλοβουτάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), παράγεται μεθυλοβουτίνιο^[3]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH_{2}CHX_{2}+2NaOH{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CH2C\equiv CH+2NaX+2H_{2}O}$

Με βρωμίωση και μετά απόσπαση υδροβρωμίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με βρωμίωση (Br₂) 3-μεθυλο-1-βουτενίου παράγεται αρχικά 1,2-διβρωμο-3-μεθυλοβουτάνιο. Μετά, με απόσπαση δύο ισοδυνάμων υδροβρωμίου (HBr) από το τελευταίο με χρήση διαλύματος νατραμιδίου (NaNH₂) σε υγρή αμμωνία (NH₃) παράγεται τελικά μεθυλοβουτίνιο:^[4]

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHCH=CH_{2}+Br_{2}{\xrightarrow {-60^{o}C}}(CH_{3})_{2}CHCHBrCH_{2}Br{\xrightarrow[{\upsilon \gamma \rho {\acute {\eta }}\;NH_{3}}]{+2NaNH_{2}}}(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+2NaBr+2NH_{3}}$

Με απόσπαση αλογόνων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση δύο ισοδυνάμων αλογόνου (X₂) 1,1,2,2-τετραλο-3-μεθυλοβουτάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται μεθυλοβουτίνιο^[5]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHCHCX_{2}CHX_{2}+2Zn{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCHC\equiv CH+2ZnX_{2}}$

Με ισοπροπυλίωση αιθινίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το αιθινικό νάτριο (HC≡CNa) μπορεί να ισοπροπυλιωθεί με ισοπροπυλαλογονίδιο^[6]:

$\mathrm {HC\equiv CH+Na{\xrightarrow {-{\frac {1}{2}}H_{2}}}HC\equiv CNa{\xrightarrow {+CH_{3}CHXCH_{3}}}(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+NaX}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εμφανίζει όλες τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των ακόρεστων υδρογονανθράκων:

Καύση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με το οξυγόνο (O₂) του αέρα καίγεται παρέχοντας κυανή φλόγα εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+7O_{2}{\xrightarrow {}}5CO_{2}+4H_{2}O+3.038\;kJ}$

Ενυδάτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειικού οξέος (H₂SO₄) και στη συνέχεια νερού (Η₂Ο, ενυδάτωση) σε μεθυλοβουτίνιο , παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg²⁺), παράγεται (ττελικά) μεθυλοβουτανόνη [(CH₃)₂CHCOCH₃]^[7]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+H_{2}O{\xrightarrow {Hg^{2+}}}(CH_{3})_{2}CHCOCH_{3}}$

Ενδιάμεσα παράγεται 3-μεθυλο-1-βουτεν-2-όλη [(CΗ₃)₂CΗC(OH)=CH ασταθής ενόλη], που τελικά ισομερειώνεται σε μεθυλοβουτανόνη .

Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) μεθυλοβουτίνιο παράγεται 1-αλομεθυλοβουτανόνη [(CΗ₃)₂CHCΟCΗ₂Χ[^[8]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+HOX{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCOCH_{2}X}$

Το HOX παράγεται συνήθως ιin situ με την αντίδραση:

$\mathrm {2H_{2}O+X_{2}{\xrightarrow {}}2HOX}$

Ενδιάμεσα παράγεται 1-αλο-3-μεθυλο-1-βουτεν-2-όλη [(CΗ₃)₂CHC(ΟH)=CΗX, ασταθής ενόλη], που τελικά ισομερειώνεται σε 1-αλομεθυλοβουτανόνη.

Καταλυτική υδρογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση (H₂) μεθυλοβουτίνιου σχηματίζεται αρχικά 3-μεθυλο-1-βουτένιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδρογόνου) μεθυλοβουτάνιο.^[9]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+H_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}(CH_{3})_{2}CHCH=CH_{2}{\xrightarrow[{+H_{2}}]{Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}(CH_{3})_{2}CHCH_{2}CH_{3}}$

Αλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλογόνου (X₂, αλογόνωση) σε μεθυλοβουτίνιο έχουμε προσθήκη στον τριπλό δεσμό. Παράγεται αρχικά 1,2-διαλο-3-μεθυλο-1-βουτένιο, και στη συνέχεια (με περίσσεια αλογόνου), 1,1,2,2-τετραλο-3-μεθυλοβουτάνιο.^[10]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+X_{2}{\xrightarrow {CCl_{4}}}(CH_{3})_{2}CHCX=CHX{\xrightarrow[{+X_{2}}]{CCl_{4}}}(CH_{3})_{2}CHCX_{2}CHX_{2}}$

Υδραλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX, υδραλογόνωση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται αρχικά 2-αλο-3-μεθυλο-1-βουτένιο, και στη συνέχεια (με περίσσεια υδραλογόνου) 2,2-διαλο-3-μεθυλοβουτάνιο.^[11]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+HX{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHCX=CH_{2}{\xrightarrow {+HX}}(CH_{3})_{2}CHCX_{2}CH_{3}}$

Υδροκυάνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN, υδροκυάνωση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται ισοπροπυλαιθενονιτρίλιο:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+HCN{\xrightarrow {}}CH_{2}=C[CH(CH_{3})_{2}]CN}$

Διυδροξυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η διυδροξυλίωση μεθυλο-1-βουτίνιου , αντιστοιχεί σε προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου (H₂O₂) και παράγει τελικά μεθυλο-1-υδροξυβουτανόνη^[12]:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄). Π.χ.:

$\mathrm {5(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+4KMnO_{4}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5(CH_{3})_{2}CHCOCH_{2}OH+4MnO+2K_{2}SO_{4}+2H_{2}O}$

2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος (RCΟOH) και υπεροξείδιου του υδρογόνου (Η₂Ο₂):

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {RCOOH}}(CH_{3})_{2}CHCOCH_{2}OH}$

Ενδιάμεσα παράγεται 3-μεθυλο-1-βουεν-1,2-διόλη (ασταθής ενόλη), που τελικά ισομερειώνεται σε μεθυλο-1-υδροξυβουτανόνη.

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄) παράγεται μεθυλο-2-οξοβουτανικό οξύ^[13]:

$\mathrm {5(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+6KMnO_{4}+3H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5(CH_{3})_{2}CHCOCOOH+6MnO_{2}+3K_{2}SO_{4}+8H_{2}O}$

Προσθήκη αλκοολών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται 2-αλκοξυ-3-μεθυλο-1-βουτένιο^[14]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+ROH{\xrightarrow {\triangle }}(CH_{3})_{2}CHC(OR)=CH_{2}}$

Προσθήκη καρβονικών οξέων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση καρβοξυλικού οξέος (RCOOH) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται καρβονικός ισοπροπυλοβινυλεστέρας^[15]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+RCOOH{\xrightarrow {}}RCOOC[CH(CH_{3})_{2}]=CH_{2}}$

Οζονόλυση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση όζοντος (Ο₃ οζονόλυση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται αρχικά ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε μεθυλο-2-οξοβουτανάλη^[16]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+{\frac {2}{3}}O_{3}{\xrightarrow {H_{2}O}}(CH_{3})_{2}CHCOCHO}$

Σχηματισμός ακετυλιδίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση μεταλλικού νατρίου σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται μεθυλοβουτινικό νάτριο^[6]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+Na{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHC\equiv CNa+{\frac {1}{2}}H_{2}}$

Το μεθuλοβουτανικό νάτριο [(CH₃)₂CHC≡CΝa] αποτελεί πρώτη ύλη για την παραγωγή άλλων παραγώγων με τριπλό δεσμό, γιατί αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX):

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CNa+RX{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHC\equiv CR+NaX}$

2. Με επίδραση ιόντων αργύρου (Ag⁺) και παρουσία αμμωνίας (NH₃) παράγεται ένα λευκό στερεό, ο μεθυλοβουτινικός άργυρος^[17]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+Ag^{+}+NH_{3}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHC\equiv CAg\downarrow +NH_{4}^{+}}$

3. Με επίδραση ιόντων μονοσθενούς χαλκού (Cu⁺) και παρουσία αμμωνίας (NH₃) παράγεται ένα κεραμιδί στερεό, ο μεθυλοβουτινικός χαλκός^[18]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+Cu^{+}+NH_{3}{\xrightarrow {}}(CH_{3})_{2}CHC\equiv CCu\downarrow +NH_{4}^{+}}$

Οι αντιδράσεις 2 και 3 χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της ομάδας -C ≡ CH.

Προσθήκη καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε μεθυλοβουτίνιο σχηματίζονται 3-μεθυλοπεντίνιο-1, διμεθυλοβουτίνιο, μεθυλοπεντίνιο-2 και 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπένιο^[19]:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+CH_{3}Cl+KOH{\xrightarrow {}}KCl+H_{2}O+{\frac {2}{3}}CH_{3}CH_{2}CH(CH_{3})C\equiv CH+{\frac {1}{9}}(CH_{3})_{3}CC\equiv CH+{\frac {1}{9}}(CH_{3})_{2}CHC\equiv CCH_{3}+{\frac {1}{9}}}$

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

1. Παρεμβολή στους έξι (6) δεσμούς C₄-Η και C_1'-H: Προκύπτει 3-μεθυλοπεντίνιο-1, ένα αλκίνιο.

2. Παρεμβολή στον έναν (1) δεσμό C₃-H: Προκύπτει διμεθυλοβουτίνιο, ένα αλκίνιο.

3. Παρεμβολή στον έναν (1) δεσμό C₁-H: Προκύπτει μεθυλοπεντίνιο-2, ένα αλκίνιο.

4. Προσθήκη στον έναν (1) τριπλό δεσμό: Προκύπτει 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπένιο, ένα κυκλοαλκένιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 3-μεθυλοπεντινίου-1 ~67%, διμεθυλοβουτινίου ~11%, μεθυλοπεντινίου-2 ~11% και 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπενιου ~11%.
Με τη χρήση μεθυλενοδιιωδιδίου (CH₂I₂) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:

$\mathrm {(CH_{3})_{2}CHC\equiv CH+CH_{2}I_{2}+Zn{\xrightarrow {}}ZnI_{2}+}$

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Speight J. G., “Chemical and Process Design Handbook”, McGraw-Hill, 2002.
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

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

↑ Δικτυακός τόπος ChemicalBook
↑ Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.4.3.
↑ H. N. Miller, K. W. Greenlee, J. M. Derfer, C. E. Boord: „Mono- and Di-Alkylacetylenes from Vicinal Dihalides and Sodium Amide in Liquid Ammonia“, in: J. Org. Chem., 1954, 19, S. 1882–1888 (doi:10.1021/jo01377a003).
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.
↑ ^6,0 ^6,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10α.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.3.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.4α.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.2.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.5.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.6.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.7α.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10β.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10γ.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3

[1] Δικτυακός τόπος ChemicalBook

[2] Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.

[3] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.4.3.

[4] H. N. Miller, K. W. Greenlee, J. M. Derfer, C. E. Boord: „Mono- and Di-Alkylacetylenes from Vicinal Dihalides and Sodium Amide in Liquid Ammonia“, in: J. Org. Chem., 1954, 19, S. 1882–1888 (doi:10.1021/jo01377a003).

[5] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.

[ReferenceA-6] 6,0 ^6,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10α.

[7] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.3.

[8] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.

[9] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.4α.

[10] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.2.

[11] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1.

[12] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.

[13] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.

[14] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.5.

[15] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.6.

[16] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.7α.

[17] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10β.

[18] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10γ.

[19] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]