1-πεντίνιο

1-πεντίνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	1-πεντίνιο
Άλλες ονομασίες	Προπυλαιθίνιο; Προπυλακετυλένιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C5H8
Μοριακή μάζα	68,117 ± 0,0046 amu
Σύντομος; συντακτικός τύπος	CH3(CH2)2C≡CH
Συντομογραφίες	PrC≡CH
Αριθμός CAS	627-19-0
SMILES	C#CCCC
InChI	1S/C5H8/c1-3-5-4-2/h1H,4-5H2,2H3
PubChem CID	12309
ChemSpider ID	11806
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	25 (εκτός καρβενίων)
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-106°C
Σημείο βρασμού	39-41 °C
Πυκνότητα	690 kg/m³
Διαλυτότητα; στο νερό	1,05 kg/m³
Εμφάνιση	Διαφανές, άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
	Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το 1-πεντίνιο^[1] (αγγλικά: 1-pentyne) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C₅H₈ και ημισυντακτικό τύπο CH₃CH₂CH₂C≡CH. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκινίων.

Το χημικά καθαρό 1-πεντίνιο, 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-διαλοπεντάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), παράγεται 1-πεντίνιο^[2]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CHX_{2}+2NaOH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+2NaX+2H_{2}O}$

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

Με βρωμίωση (Br₂) 1-πεντενίου παράγεται αρχικά 1,2-διβρωμοπεντάνιο. Μετά, με απόσπαση δύο ισοδυνάμων υδροβρωμίου (HBr) από το τελευταίο με με την παρουσία ανθρακικού καλίου (K₂CO₃), σε υψηλές θερμοκρασίες:^[3]

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH=CH_{2}+Br_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CHBrCH_{2}Br{\xrightarrow[{\triangle }]{+K_{2}CO_{3}}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+2KBr+H_{2}O+CO_{2}}$

Με απόσπαση αλογόνων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση δύο ισοδυνάμων αλογόνου (X₂) από 1,1,2,2-τετραλοπεντάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται 1-πεντίνιο^[4]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CX_{2}CHX_{2}+2Zn{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+2ZnX_{2}}$

Με προπυλίωση αιθινίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το αιθινικό νάτριο (HC≡CNa) μπορεί να προπυλιωθεί με 1-αλοπροπάνιο^[5]:

$\mathrm {HC\equiv CH+Na{\xrightarrow {-{\frac {1}{2}}H_{2}}}HC\equiv CNa{\xrightarrow {+CH_{3}CH_{2}CH_{2}X}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+NaX}$

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:

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

Ενυδάτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειικού οξέος (H₂SO₄) και στη συνέχεια νερού (Η₂Ο, ενυδάτωση) σε 1-πεντίνιο, παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg²⁺), παράγεται 2-πεντανόνη (CH₃CH₂CH₂COCH₃)^[6]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+H_{2}O{\xrightarrow {Hg^{2+}}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}COCH_{3}}$

Ενδιάμεσα παράγεται 1-πεντεν-2-όλη (ασταθής ενόλη) που τελικά ισομερειώνεται σε 2-πεντανόνη.

Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) 1-πεντίνιο παράγεται 1-αλο-2-πεντανόνη^[7]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+HOX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}COCH_{2}X}$

Το HOX παράγεται συνήθως in situ με την αντίδραση:

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

Ενδιάμεσα παράγεται 1-αλο-1-πεντεν-2-όλη (ασταθής ενόλη) που τελικά ισομερειώνεται σε 1-αλοπεντανόνη.

Καταλυτική υδρογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση (Η₂) 1-πεντινίου σχηματίζεται αρχικά 1-πεντένιο, και στη συνέχεια (με περίσσεια υδρογόνου) πεντάνιο.^[8]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+H_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH=CH_{2}{\xrightarrow[{+H_{2}}]{Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{3}}$

Αλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλογόνου (X₂, αλογόνωση) σε 1-πεντίνιο έχουμε προσθήκη στον τριπλό δεσμό. Παράγεται αρχικά 1,2-διαλο-1-πεντένιο και στη συνέχεια (με περίσσεια αλογόνου) 1,1,2,2-τετραλοπεντάνιο.^[9]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+X_{2}{\xrightarrow {CCl_{4}}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CX=CHX{\xrightarrow[{+X_{2}}]{CCl_{4}}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CX_{2}CHX_{2}}$

Υδραλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX, υδραλογόνωση) σε 1-πεντίνιο παράγεται αρχικά 2-αλο-1-πεντένιο, και στη συνέχεια (με περίσσεια υδραλογόνου) 2,2-διαλοπεντάνιο.^[10]:

$\mathrm {CN_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+HX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CX=CH_{2}{\xrightarrow {+HX}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CX_{2}CH_{3}}$

Υδροκυάνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη υδροκυανίου, HCN) (υδροκυάνωση) σε 1-πεντίνιο παράγεται προπυλαιθενονιτρίλιο:

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

Διυδροξυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η διυδροξυλίωση 1-πεντινίου , αντιστοιχεί σε προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου (H₂O₂) και παράγει 1-υδροξυ-2-πεντανόνη^[11]:

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

$\mathrm {5CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+4KMnO_{4}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5CH_{3}CH_{2}CH_{2}COCH_{2}OH+4MnO+2K_{2}SO_{4}+2H_{2}O}$

2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος (RCOOH) και υπεροξείδιου του υδρογόνου (H₂O₂):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {RCOOH}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}COCH_{2}OH}$

Ενδιάμεσα παράγεται 1-πεντεν-1,2-διόλη (ασταθής ενόλη) που τελικά ισομερειώνεται σε 1-υδροξυ-2-πεντανόνη.

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄) παράγεται 2-οξοπεντανικό οξύ^[12]:

$\mathrm {5CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+6KMnO_{4}+3H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5CH_{3}CH_{2}CH_{2}COCOOH+6MnO_{2}+3K_{2}SO_{4}+8H_{2}O}$

Προσθήκη αλκοολών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε 1-πεντίνιο παράγεται 2-αλκοξυ-1-πεντένιο^[13]:

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

Προσθήκη καρβονικών οξέων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση καρβοξυλικών οξέων (RCOOH) σε 1-πεντίνιο παράγεται καρβονικός προπυλοβινυλεστέρας^[14]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+RCOOH{\xrightarrow {}}RCOOC(CH_{2}CH_{2}CH_{3})=CH_{2}}$

Οζονόλυση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση όζοντος (Ο₃, οζονόλυση) σε 1-πεντίνιο παράγεται αρχικά ασταθές οζονίδιο, που τελικά διασπάται σε 2-οξοπεντανάλη^[15]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+{\frac {2}{3}}O_{3}{\xrightarrow {H_{2}O}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}COCHO}$

Σχηματισμός ακετυλιδίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση μεταλλικού νατρίου σε 1-πεντίνιο παράγεται πεντινικό νάτριο (CH₃CH₂CH₂C≡CNa)^[5]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+Na{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CNa+{\frac {1}{2}}H_{2}}$

Το πεντανικό νάτριο αποτελεί πρώτη ύλη για την παραγωγή άλλων παραγώγων με τριπλό δεσμό, γιατί αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CNa+RX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CR+NaX}$

2. Με επίδραση ιόντων αργύρου (Ag⁺) και παρουσία αμμωνίας (NH₃) παράγεται ένα λευκό στερεό, ο πεντινικός άργυρος (CH₃CH₂CH₂C≡CAg)^[16]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+Ag^{+}+NH_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CAg\downarrow +NH_{4}^{+}}$

3. Με επίδραση ιόντων μονοσθενούς χαλκού (Cu⁺) και παρουσία αμμωνίας (NH₃) παράγεται ένα κεραμιδί στερεό, ο πεντινικός χαλκός (CH₃CH₂CH₂C≡CCu)^[17]:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+Cu^{+}+NH_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CCu\downarrow +NH_{4}^{+}}$

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

Προσθήκη καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε 1-πεντίνιο σχηματίζεται μείγμα από 1-εξίνιο, 4-μεθυλο-1-πεντίνιο, 3-μεθυλοπεντίνιο, 2-εξίνιο και 1-προπυλοκυκλοπροπένιο^[18]:

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

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

1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C_#5-H: Προκύπτει 1-εξίνιο, ένα αλκίνιο.

2. Παρεμβολή στους τρεις (2) δεσμούς C_#4-H: Προκύπτει 4-μεθυλο-1-πεντίνιο, ένα αλκίνιο.

2. Παρεμβολή στους τρεις (2) δεσμούς C_#3-H: Προκύπτει 3-μεθυλοπεντίνιο, ένα αλκίνιο.

3. Παρεμβολή στον έναν (1) δεσμό C_#1-H: Προκύπτει 2-εξίνιο, ένα αλκίνιο.

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

Προκύπτει επομένως μείγμα από 1-εξίνίο ~33%, 4-μεθυλο-1-πεντίνιο ~22%, 3-μεθυλοπεντίνιο ~22%, 2-εξίνιο ~11% και 1-προπυλοκυκλοπροπένιο ~11%.
Με τη χρήση διιωδομεθανίου (CH₂I₂) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}C\equiv CH+CH_{2}I_{2}+Zn{\xrightarrow {}}ZnI_{2}+}$

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

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

NIST Chemistry WebBook page for 1-pentyne

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

↑ Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.4.3.
↑ H. H. Guest: „Rearrangements of the Triple Bond“, in: J. Am. Chem. Soc., 1928, 50, S. 1744–1746 (doi:10.1021/ja01393a036).
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.
↑ ^5,0 ^5,1 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, R = CH₂=CH

[1] Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.

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

[3] H. H. Guest: „Rearrangements of the Triple Bond“, in: J. Am. Chem. Soc., 1928, 50, S. 1744–1746 (doi:10.1021/ja01393a036).

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

[ReferenceA-5] 5,0 ^5,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10α.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

[18] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3, R = CH₂=CH

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]