2-ιωδοπροπάνιο

2-ιωδοπροπάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	2-ιωδοπροπάνιο
Άλλες ονομασίες	2-προπυλιωδίδιο Ισοπροπυλιωδίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H7I
Μοριακή μάζα	170,01 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3CHICH3
Συντομογραφίες	iPrIr, 2-IP
Αριθμός CAS	75-30-9
SMILES	CC(C)I
InChI	1S/C3H7I/c1-3(2)4/h3H,1-2H3
Αριθμός EINECS	200-859-3
Αριθμός RTECS	TZ4200000
Αριθμός UN	2392
PubChem CID	6362
ChemSpider ID	6122
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	1 1-ιωδοπροπάνιο
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-90 °C
Σημείο βρασμού	89-90 °C
Πυκνότητα	1.703 kg/m3
Διαλυτότητα στο νερό	1,4 kg/m3 (12,5 °C)
Διαλυτότητα σε άλλους διαλύτες	Πλήρως διαλυτό σε αιθανόλη διαιθυλαιθέρα βενζόλιο.
Ιξώδες	6,971 cP (20 °C)
Δείκτης διάθλασης , nD	1,4997
Εμφάνιση	Άχρωμο υγρό
Χημικες ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	42 °C
Επικινδυνότητα
Φράσεις κινδύνου	R10, R22
Φράσεις ασφαλείας	S36/37
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το 2-ιωδοπροπάνιο ή 2-προπυλιωδίδιο ή ισοπροπυλιωδίδιο είναι μια χημική ένωση με χημικό τύπο C₃H₇I. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκυλαλογονιδίων. Στην εμφάνιση είναι ένα άχρωμο εύφλεκτο υγρό, στις συνηθισμένες συνθήκες (T = 25 °C, P = 1 atm). Έχει ένα (1) μόνο ισομερές θέσης, το 1-ιωδοπροπάνιο.

Ονοματολογία

Η ονομασία «2-ιωδοπροπάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων 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 «ιωδο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου ιωδίου ανά μόριο της ένωσης. Τέλος, ο αριθμός θέσης «2-» δηλώνει ότι το άτομο του ιωδίου ενώνεται το ακραίο (#2) άτομο άνθρακα της ανθρακικής του αλυσίδας.

Μοριακή δομή

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
C-I	σ	2sp3-5sp3	213,2 pm	5‰ C+ I-
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
H	+0,03
I	-0,005
C#1	-0,035
C#1,#3	-0,09

Παραγωγή

Με φωτοχημική ιωδίωση

Με φωτοχημική ιωδίωση προπανίου παράγεται μίγμα των δύο ισομερών ιωδοπροπανίων:

$\mathrm{CH_3CH_2CH_3 + I_2 \xrightarrow[\triangle]{UV} xCH_3CH_2CH_2I + (1-x)CH_3CHICH_3 + HI}$

• 0 < x < 1.
• Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυϊωδοπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας προπανίου.
• Η αναφερόμενη στοιχειομετρική αναλογία παραγωγής ιωδοπροπανίων δεν συνυπολογίζει τα συμπαραγόμενα πολυϊωδοπαράγωγα.
• Η μέθοδος δεν είναι χρήσιμη αν επιθυμείται το ένα μόνο ισομερές, αφού είναι σχετικά δύσκολος ο διαχωρισμός τους.
• Η αντίδραση γίνεται αργά και ευνοείται περισσότερο από τη θερμότητα, παρά από την ακτινοβολία.

Υποκατάσταση υδροξυλίου από ιώδιο

1. Με επίδραση υδροιωδίου (HCl) σε 2-προπανόλη:

$\mathrm{CH_3CH(OH)CH_3 + HI \xrightarrow{} CH_3CHICH_3 + H_2O}$

2. Η υποκατάσταση του OH από I στη 2-προπανόλη μπορεί να γίνει και με ιωδιωτικά μέσα Με τριιωδιούχο φωσφόρο (PCl₃):

$\mathrm{3CH_3CH(OH)CH_3 + PI_3 \xrightarrow{} 3CH_3CHICH_3 + H_3PO_3}$

• Συχνά ο τριιωδιούχος φωσφόρος συνθέτεται επί τόπου («in citu») από φωσφόρο και ιώδιο:

$\mathrm{2P + 3I_2 \xrightarrow{} 2PI_3}$

Υποκατάσταση άλλου αλογόνου από ιώδιο

Με επίδραση ιωδιούχου καλίου (KI) σε ισοπροπυλαλογονίδιο (CH₃CHXCH₃, όπου X εδώ F, Cl, Br):

$\mathrm{CH_3CHXCH_3 + KI \xrightarrow{} CH_3CHICH_3 + KX}$

Προσθήκη υδροιωδίου σε προπένιο

Με προσθήκη υδροιωδίου σε προπένιο παράγεται 2-ιωδοπροπάνιο:

$\mathrm{ CH_3CH=CH_2 + HI \xrightarrow{} CH_3CHICH_3 }$

Με αποικοδόμηση τύπου Hunsdiecker

Με επίδραση ιωδίου σε μεθυλοπροπανικό άργυρο παράγεται 2-ιωδοπροπάνιο - Αντίδραση Hunsdiecker:

$\mathrm{(CH_3)_2CHCOOAg + I_2 \xrightarrow{} CH_3CHICH_3 + AgI \downarrow + CO_2 \uparrow}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

• Οι αντιδράσεις είναι πιο γρήγορες σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων.

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται προπανόλη-2 :

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + AgOH \xrightarrow{} CH_3CH(OH)CH_3 + AgI \downarrow}$

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκυλισοπροπυλαιθέρα (CH₃CH₂CH₂OR):

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + RONa \xrightarrow{} (CH_3)_2CHOR + NaI}$

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο. Π.χ.:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CCH(CH_3)_2 + NaI}$

Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό ισοπροπυλεστέρα :

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + RCOONa \xrightarrow{} RCOOCH(CH_3)_3 + NaI}$

Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει μεθυλοπροπανονιτρίλιο:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + NaCN \xrightarrow{} CH_3CH(CN)CH_3 + NaI}$

Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + RLi \xrightarrow{} RCH(CH_3)_2 + LiI}$

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει προπανοθειόλη-2:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + NaSH \xrightarrow{} CH_3CH(SH)CH_3 + NaI}$

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλισοπροπυλθειαιθέρα :

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + RSNa \xrightarrow{} RSCH(CH_3)_2 + NaI}$

Υποκατάσταση από φθόριο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg₂F₂) σε 2-ιωδοπροπάνιο (CH₃CH₂I) παράγεται 2-φθοροπροπάνιο:

$\mathrm{2CH_3CHICH_3 + Hg_2F_2 \xrightarrow{} 2CH_3CHFCH_3 + Hg_2I_2 \downarrow}$

Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH₃) σχηματίζει προπαναμίνη-2:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + NH_3 \xrightarrow{} CH_3CH(NH_2)CH_3 + HI}$

Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH₂) σχηματίζει αλκυλισοπροπυλαμίνη:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + RNH_2 \xrightarrow{} RNHCH(CH_3)_2 + HI}$

Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει διαλκυλισοπροπυλαμίνη:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + R\acute{}\;NHR \xrightarrow{} R\acute{}\;N(CH(CH_3)_2)R + HI}$

Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει ιωδιούχο ισοπροπυλoτριαλκυλαμμώνιο :

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + R\acute{}\;N(R)R\acute{}\;\acute{}\; \xrightarrow{} [R\acute{}\;N(CH(CH_3)_2)(R)R\acute{}\;\acute{}\;]I}$

Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει προπανοφωσφαμίνη-2:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + PH_3 \xrightarrow{} CH_3CH(PH_2)CH_3 + HI}$

Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO₂) σχηματίζει 2-νιτροπροπάνιο :

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + AgNO_2 \xrightarrow{} CH_3CH(NO_2)CH_3 + AgI \downarrow}$

Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται 2-φαινυλοπροπάνιο:

$\mathrm{PhH + CH_3CHICH_3 \xrightarrow{AlI_3} CH_3CH(Ph)CH_3 + HI}$

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται ισοπροπυλολίθιο:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + 2Li \xrightarrow[-10^oC]{|Et_2O|} CH_3CHLiCH_3 + LiI}$

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard):

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH(MgI)CH_3}$

Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH₄) παράγεται προπάνιο:

$\mathrm{4CH_3CHICH_3 + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4CH_3CH_2CH_3 + LiI + AlI_3}$

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται προπάνιο:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + Zn + HI \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_3 + ZnI_2}$

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται προπάνιο:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + SiH_4 \xrightarrow{BF_3} CH_3CH_2CH_3 + SiH_3I}$

4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + RSnH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_3 + RSnH_2I}$

Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH₂=CH₂) παράγει 1-ιωδο-3-μεθυλοβουτάνιο:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH_2I}$

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 1-ιωδο-3-μεθυλο-1-βουτένιο:

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + HC \equiv CH \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH=CH_2I}$

3. Η αντίδραση του 2-ιωδοπροπανίου με συζυγή αλκαδιένια αντιστοιχεί κυρίως σε 1,4-προσθήκη, αν και είναι επίσης δυνατές η 1,2-προσθήκη και η 3,4-προσθήκη, με τη χρήση κατάλληλων συνθηκών. Π.χ.:

$\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + CH_3CHICH_3 \xrightarrow{} RCH_2ICH=CHCH_2CH(CH_3)_2}$ (1,4-προσθήκη)
$\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + CH_3CHICH_3 \xrightarrow{} RCH=CHCHICH_2CH(CH_3)_2}$ (1,2-προσθήκη)
$\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + CH_3CHICH_3 \xrightarrow{} \frac{1}{2} RCHICH(CH(CH_3)_2)CH=H_2 + \frac{1}{2} RCH(CH(CH_3)_2)CHICH=CH_2}$ (3,4-προσθήκη)

4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 1-ιωδο-4-μεθυλοπεντάνιο:

$\mathrm{+ CH_3CHICH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2I}$

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει 2-ιωδισοπροποξυαιθάνιο:

$\mathrm{+ CH_3CHICH_3I \xrightarrow{} ICH_2CH_2OCH(CH_3)_2}$

Αντίδραση απόσπασης

Με απόσπαση υδροιωδίου (HI) από 2-ιωδοπροπάνιο παράγεται προπένιο:

$\mathrm{CH_3CHICH_3I + NaOH \xrightarrow[\triangle]{ROH} CH_3CH=CH_2 + NaI + H_2O }$

• Επειδή το παραγώμενο προπένιο είναι αέριο, συχνά χρησιμοποιούνται ασθενείς βάσεις, όπως το ανθρακικό κάλιο στη θέση ισχυρότερων.

Παρεμβολή καρβενίων

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

$\mathrm{CH_3CHICH_3 + CH_2N_2 \xrightarrow{hv} \frac{6}{7} CH_3CH_2CHICH_3 + \frac{1}{7} (CH_3)_3CI + N_2 \uparrow}$

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

1. Παρεμβολή στους έξι (3) δεσμούς C_#1,#3H₂-H. Παράγεται 2-ιωδοβουτάνιο.

2. Παρεμβολή στον ένα (1) δεσμό C_#2-H: 2. Παράγεται 2-ιωδο-μεθυλοπροπάνιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 2-ιωδοβουτάνιου ~86% και 2-ιωδομεθυλοπροπάνιου 14%.

Πηγές

• 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
• Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985