Βρωμαιθανάλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Βρωμαιθανάλη
Γενικά
Όνομα IUPAC Βρωμαιθανάλη
Άλλες ονομασίες Βρωμακεταλδεΰδη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H3OBr
Μοριακή μάζα 122,951 amu[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
BrCH2CHO
Αριθμός CAS 17157-48-1[2]
SMILES C(C=O)Br
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 5
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η βρωμαιθανάλη ή βρωμακεταλδεΰδη είναι οργανική χημική ένωση με χημικό τύπο C2H3OBr και σύντομο συντακτικό τύπο BrCH2CHO (γράφεται συχνά με την ισοδύναμη μορφή CH2BrCHO). Είναι μια από τις απλούστερες αλαλδεΰδη, δηλαδή αλογονούχος αλδεΰδη. Όπως και κάποιες συγγενικές ενώσεις, η βρωμαιθανάλη είναι ένα ισχυρό ακυλιωτικό αντιδραστήριο και γι' αυτό ένα δυνάμει επικίνδυνο ακυλιωτικό μέσο.

Με βάση τον χημικό της τύπο, έχει τα ακόλουθα πέντε (5) ισομερή θέσης:

  1. Αιθανοϋλοβρωμίδιο, ένα ακυλαλογονίδιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3COBr.
  2. Bρωμοξυαιθένιο, ένας εστέρας του υποβρωμιώδους οξέος (HOBr), με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHOBr.
  3. 1-βρωμαιθενόλη, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(Br)OH, έλασσον ταυτομερές του αιθανοϋλοβρωμίδιου.
  4. 2-βρωμαιθενόλη, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο BrCH=CHOH, έλασσον ταυτομερές της βρωμαιθανάλης.
  5. Βρωμοξιράνιο, ένα αλογονοπαράγωγο του οξιρανίου.

Πίνακας περιεχομένων

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από βινυλοβρωμίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με βρωμίωση ένυδρου βινυλοβρωμίδιου, παράγεται τελικά βρωμαιθανάλη:

Με καταλυτική οξείδωση (2-βρωμαιθυλο)βενζόλιου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική οξείδωση (2-βρωμαιθυλο)βενζόλιου (PhCH2CH2Br) παράγεται φαινόλη (PhOH) και βρωμαιθανάλη:

Με μερική οξείδωση 2-βρωμαιθανόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με μερική οξείδωση 2-βρωμαιθανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[3]:

Με οζονόλυση 1,4-διβρωμο-2-βουτένιου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με οζονόλυση 1,4-διβρωμο-2-βουτενίου παράγεται τελικά βρωμαιθανάλη[4]:

Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 1,4-διβρωμο-2,3-βουτανοδιόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 1,4-διβρωμο-2,3-βουτανοδιόλη παράγεται βρωμαιθανάλη[5]:

Με αποικοδόμηση τύπου Hunsdiecker[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση βρωμίου σε φορμυλοαιθανικό άργυρο παράγεται βρωμαιθανάλη - Αντίδραση Hunsdiecker[6]:

Χημική συμπεριφορά και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η βρωμαιθανόλη είναι μια διλειτουργική ένωση, αφού περιέχει δυο λειτουργικές ομάδες, το βρώμιο και την αλδεϋδομάδα. Το γεγονός αυτό την καθιστά μια ευέλικτη πρόδρομη ένωση, για πολλές ετεροκυκλικές ενώσεις και όχι μόνο. Για παράδειγμα, συμπυκνώνται με παράγωγα της θειουρίας, για να δώσει αμινοθειαζόλες. Η αντίδραση αυτή ήταν κάποτε σημαντική, ως πρόδρομη για την παραγωγή σουλφαθειαζόλης, ενός από τα πρώτα σουλφοφάρμακα[7].

Αντιδράσεις καρβονυλίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ταυτομέρεια με 2-βρωμαιθενόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η βρωμαιθανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της 2-βρωμαιθενόλη. Αυτή η χημική ισορροπία, μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων[8]:

  • Το #2 άτομο άνθρακα συνδέεται με βρώμιο, που είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό από το οξυγόνο, με το οποίο συνδέεται το #1. Έτσι, σε αντιδράσεις προσθήκης ενώσεων τύπου δ+ABδ- σε αυτήν, το αποτέλεσμα θα είναι CH(Br)ACH(B)OH.

Αναγωγή προς 2-βρωμαιθανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση, μπορεί να αναχθεί η 2-βρωμαιθανάλη προς 2-βρωμαιθανόλη[9]:

Οξείδωση προς βρωμαιθανικό οξύ[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να οξειδωθεί προς βρωμαιθανικό οξύ[10];

1. Με υπερμαγγανικό κάλιο:

2. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

3. Με οξυγόνο:

4. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

5. Με αντιδραστήρια Fehling:

  • Οι αντιδράσεις 4-5 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

Προσθήκη ύδατος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη ύδατος σε βρωμαιθανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 2-βρωμο-1,1-αιθανοδιόλη[11]:

Προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-βρωμομεθυλο-1,3-διοξολάνιο[12]:

2-βρωμομεθυλο-1,3-διοξολάνιο

Προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-βρωμομεθυλο-1,3-διθειολάνιο[13]:

2-βρωμομεθυλο-1,3-διθειολάνιο

2-βρωμομεθυλο-1,3-διθειολάνιο'

Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση Knoevenagel[14]:

Επίδραση φωσφοροϋλιδίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 3-βρωμο-1,2-διαλκυλο-1-προπένιο[15]:

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=O που περιέχει η 3-βρωμο-αιθανάλη. Π.χ.:[16]:

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 3-βρωμο-2-υδροξυ-προπανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2-υδροξυ-3-βρωμοπροπανικό οξύ:

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 2-βρωμο-1-υδροξυαιθανοσουλφονικό οξύ:

3. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 2-βρωμο-1,1-διχλωραιθάνιο:

Αλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή 2-βρωμαιθενόλη. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλο-2-βρωμαιθανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά αλοβρωμαιθανάλη[17]:

Επίδραση υδραζωτικού οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος παράγεται βρωμαιθανονιτρίλιο και βρωμομεθυλαμινομεθανάλη[18]:

Προσθήκη αλκοολών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-2-βρωμαιθανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 2-βρωμo-1,1-διαλκοξυ-αιθάνιο[19]:

Τριμερισμός[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση οξέος μπορεί να υποστεί τριμερισμό προς 2,4,6-τρι(βρωμομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο[20]:

+ 2,4,6-τρι(βρωμομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο

Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φθοραιθανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-βρωμομεθυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[21] [22]:

2-βρωμομεθυλοξετάνιο

Αντιδράσεις υποκατάστασης του βρωμίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Οι αντιδράσεις είναι πιο γρήγορες σε σύγκριση με τις αντίστοιχες αλαιθανάλες των άλλων αλογόνων, πλην του ιωδίου.

Υποκατάσταση από υδροξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται υδροξυαιθανάλη [23]:

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκοξυαιθανάλη[23]:

Υποκατάσταση από αλκινύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκινυλαιθανάλη. Π.χ.[23]:

Υποκατάσταση από ακύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει φορμυλομεθυλεστέρα (RCOOCH2CH3)[23]:

Υποκατάσταση από κυάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει φορμυλαιθανονιτρίλιο[23]:

Υποκατάσταση από αλκύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλδεΰδη[23]:

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει υδροθειαιθανάλη[23]:

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλοθειαιθανάλη[23]:

Υποκατάσταση από ιώδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει ιωδαιθανάλη[23]:

Υποκατάσταση από φθόριο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε βρωμαιθανάλη, παράγεται φθοραιθανάλη[24]:

Υποκατάσταση από νιτροομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει νιτραιθανάλη[25]:

Υποκατάσταση από φαινύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται φαινυλαιθανάλη[26]:

Αναγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται αιθανόλη[27]:

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται αιθανόλη[28]:

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται αιθανάλη[29]:

4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.[30]:

Αντίδραση απόσπασης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση υδροβρωμίου (HBr) από βρωμαιθανάλη παράγεται αιθενόνη[31]:

Επίδραση καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 3-βρωμοπροπανάλη, βρωμοπροπανόνη και βρωμομεθυλοξιράνιο[32]:

βρωμομεθυλοξιράνιο

Η βρωμαιθανάλη και τα γονίδια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η βρωμαιθανάλη χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη της δευτεροταγούς δομής του DNA[33]

Αρκετές μεταβολές της χρωματίνης, που εξαρτώνται από διέγερση, μπορούν να ανιχνευθούν με τεχνικές «χαρτογράφησης», χρησιμοποιώντας τέσσερις (4) διαφορετικούς παράγοντες: DNAάση I, Micrococcus νουκλεάση, βρωμαιθανάλη και μεθυλιοδιοπροπυλ X-EDTA σιδηρο(ΙΙ)[34].

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Υπολογίστηκε με βάση το χημικό του τύπο και τις αναφερόμενες ατομικές μάζες στα άρθρα των χημικών στοιχείων που το αποτελούν.
  2. Διαδικτυακός τόπος chemindustry.com
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.3δ.
  7. Reinhard Jira, Erwin Kopp, Blaine C. McKusick, Gerhard Röderer, Axel Bosch, Gerald Fleischmann “Chloroacetaldehydes“ in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_527.pub2.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2. και σελ. 187, §7.3.3α.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2 και §9.5.5β
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.13.
  18. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.5b.
  21. E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341. 
  22. G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). «Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light». Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi:10.1021/ja01646a024. 
  23. 23,0 23,1 23,2 23,3 23,4 23,5 23,6 23,7 23,8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  24. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  25. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α.
  26. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §3.2. σελ.54
  27. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α
  28. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β.
  29. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  30. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.
  31. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.
  32. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
  33. Fluorescence study of secondary structure of DNA within bacteriophage lambda. Shurdov, M.A., Kiyanov, S.V. FEBS Lett. (1983) [Pubmed].
  34. Chromatin structure and induction-dependent conformational changes of human interferon-beta genes in a mouse host cell. Bode, J., Pucher, H.J., Maass, K. Eur. J. Biochem. (1986) [Pubmed]

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.