Αιθενόνη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Αιθενόνη
Ketene.png
Ketene-3D-vdW.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Αιθενόνη
Άλλες ονομασίες Κετένη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H2O
Μοριακή μάζα 42,04 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH2=C=O
Αριθμός CAS 463-51-4
SMILES C=C=O
Δομή
Γωνία δεσμού 120°
Μοριακή γεωμετρία Y
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 2
Αιθινόλη (ταυτομερές)
Οξιρένιο
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -150,5 °C
Σημείο βρασμού -56,1 °C
Εμφάνιση Άχρωμο αέριο
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
−107 °C
Επικινδυνότητα
LD50 1.300 mg/kg
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
3
0
 
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η αιθενόνη ή κετένη (αγγλικά: ethenone) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C2H2O, αν και παριστάνεται συχνά με τους ημισυντακτικούς τύπους CH2=CO και CH2=C=O. Είναι η απλούστερη κετένη. Με βάση το μοριακό της τύπο, C2H2O, είναι «τυπικός» υδατάνθρακας (δηλαδή έχει την αναλογία ατόμων υδρογόνου - οξυγόνου 2:1, που έχει και το νερό, αλλά χωρίς να είναι πραγματικό σάκχαρο), και έχει τα ακόλουθα δύο (2) ισομερή θέσης:

  1. Αιθινόλη (έλασσον ταυτομερές της αιθενόνης) με ημισυντακτικό τύπο HC ≡ COH.
  2. Εποξυαιθένιο ή oξιρένιο (πολύ ασταθής ή υποθετική ένωση) με γραμμικό τύπο Oxiren.png.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δεσμοί[1]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp2-1s 107 pm 3% C- H+
C=O σ 2sp-2sp2 129 pm 19% C+ O-
π 2p-2p
C=C σ 2sp2-2sp 131 pm
π 2p-2p
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[2]
O -0,38
C#2 -0,06
H +0,03
C#1 +0,38

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με πυρόλυση προπανόνης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με πυρόλυση ατμών προπανόνης, παράγεται αιθενόνη[3]:

Με αφυδάτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με ενδομοριακή αφυδάτωση υδροξυαιθανάλης, παράγεται αιθενόνη. Η αντίδραση ευνοείται σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες, >150 °C[4]:

2. Με ενδομοριακή αφυδάτωση αιθανικού οξέος, παράγεται αιθενόνη[5]:

Με απόσπαση υδραλογόνου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με απόσπαση υδραλογόνου (HX) από αλοαιθανάλη παράγεται αιθενόνη[6]:

2. Με απόσπαση υδραλογόνου (HX) από αιθανοϋλαλογονίδιο παράγεται αιθενόνη:

Με υδρόλυση αλαιθινίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υδρόλυση αλαιθινίου (HC ≡ CX) με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), παράγεται αρχικά αιθινόλη, που ταυτομερίζεται τελικά προς αιθενόνη (CH2=C=O)[7]:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ταυτομέρεια με αιθινόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η αιθενάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της αιθινόλη. [8]:

Ethynol - ketene tautomery.svg

Σε χαμηλές θερμοκρασίες, πάνω από βάση από στερεό αργό, είναι πιθανός ο σχηματισμός υπολογίσιμης ποσότητας αιθινόλης, με την παραπάνω αντίδραση[9][10].

Αντιδράσεις με πυρηνόφιλα αντιδραστήρια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η αιθενόνη αντιδρά με διάφορα πυρηνόφιλα αντιδραστήρια[11]. Π.χ.:
1. Με νερό δίνει αιθανικό οξύ:

2. Με αλκοόλη (ROH) δίνει αιθανικό αλκυλεστέρα:

3. Με αμμωνία δίνει αιθαναμίδιο:

4. Με πρωτοταγείς αμίνες (RNH2) δίνει αιθαναλκυλαμίδιο:

5. Με καρβοξυλικό οξύ (RCOOH) δίνει αλκανικό ακετυλεστέρα:

Διμερισμός[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Διμερίζεται σχηματίζοντας 4-μεθυλενο-2-οξετανόνη[12]:

2-keto-4methylenoxetane.png

Φωτόλυση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Φωτολύεται σχηματίζοντας μεθυλένιο και μονοξείδιο του άνθρακα[13]:

C3one.png 2-methyleneoxirane.svg

Επικινδυνότητα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η έκθεση σε (σχετικά) συμπυκνωμένα επίπεδα αιθενόνης προκαλεί στους ανθρώπους ερεθισμό σε μέρη του σώματός τους, όπως στους οφθαλμούς, στη μύτη, στο λαιμό και στους πνεύμονες. Πειράματα τοξικότητας της αιθενόνης σε πειραματόζωα ποντίκια, αρουραίους, χοιρίδια Γουϊνέας και κουνέλια έδειξαν ότι σε 10 λεπτά έκθεσης σε αιθενόνη, που είχε πρόσφατα παραχθεί, σε συγκεντρώσεις της τάξης των 0,2 mg/l ή 116 ppm, μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα, σε μεγάλο ποσοστό, το θάνατο των παραπάνω μικρών ζώων. Αυτά τα ευρήματα τοποθετούν την αιθενόνη στο ίδιο επίπεδο τοξικότητας με το φωσγένιο (0,2-20 mg/l) και το υδροκυάνιο (0,2-0,5 mg/l). Η αιθενόνη προκαλεί θάνατο από πνευμονικό οίδημα, εντελώς όμοια με την περίπτωση της δηλητηρίασης από φωσγένιο, αλλά πολύ πιο γρήγορα[14]. Το όριο 8ωρης μέσης έκθεσης σε αιθενόνη είναι στα 500 ppb (900 μg/m³)[15]. Το όριο για άμεσα επικίνδυνης συγκέντρωσης για τους ανθρώπους είναι στα 5 ppm, εφόσον αυτή είναι η ελάχιστη παραγωγική συγκέντρωση κλινικά σχετική φυσιολογική απόκριση σε ανθρώπους[16].

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
  • Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  2. Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
  3. Δικτυακός τόπος: Organic synthesis
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.3.
  5. J. Schmidlin, M. Bergman, Ber. dtsch. Chem. Ges., 43, 2821 (1910).
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.
  9. Hochstrasser, Remo; Wirz, Jakob (1990). «Reversible Photoisomerisierung von Keten zu Ethinol». Angewandte Chemie 102: 454. doi:10.1002/ange.19901020438. 
  10. Hochstrasser, Remo; Wirz, Jakob (1989). «Ethinol: Photochemische Erzeugung in einer Argonmatrix, IR-Spektrum und Photoisomerisierung zu Keten». Angewandte Chemie 101: 183. doi:10.1002/ange.19891010209. 
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.223, §9.8.Γ1.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.223, §9.8.Γ2.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.223, §9.8.Γ3.
  14. H. A. Wooster, C. C. Lushbaugh, C. E. Redeman (1946). "The Inhalation Toxicity of Ketene and of Ketene Dimer". J. Am. Chem. Soc. 68 (12): 2743. doi:10.1021/ja01216a526.
  15. Centers for Disease Control and Prevention (4 April 2013). "Ketene". NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. Retrieved 13 November 2013.
  16. Centers for Disease Control and Prevention (May 1994). "Ketene". Documentation for Immediately Dangerous To Life or Health Concentrations (IDLHs). Retrieved 13 November 2013.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Ethenone της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Ketene της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Ethenon της Γερμανικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).