Βρωμοκυκλοβουτάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Βρωμοκυκλοβουτάνιο
Bromocyclobutane.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Βρωμοκυκλοβουτάνιο
Βρωμοκυκλοβουτάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C4H7Br
Μοριακή μάζα 135,00 amu[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
Bromocyclobutane.png
Αριθμός CAS 399-47-7
SMILES BrC1CCC1
Αριθμός EINECS 224-530-9
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 11
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης 22°C
Σημείο βρασμού 108°C
Πυκνότητα 1.430 kg/m3
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το κυκλοβουτυλοβρωμίδιο ή βρωμοκυκλοβουτάνιο[2] έχει χημικό τύπο είναι C4H7Br και σύντομο συντακτικό Bromocyclobutane.png. Ανήκει στα κυκλοαλκυλοαλογονίδια, δηλαδή στα μονοϊσοκυκλικά κορεσμένα οργανομονοαλογονίδια. Έχει τα ακόλουθα ένδεκα (11) ισομερή θέσης:

  1. 1-βρωμο-1-μεθυλοκυκλοπροπάνιο.
  2. 1-βρωμο-2-μεθυλοκυκλοπροπάνιο.
  3. Βρωμοκυκλοπροπυλομεθάνιο.
  4. 1-βρωμοβουτένιο-1.
  5. 2-βρωμοβουτένιο-1.
  6. 3-βρωμοβουτένιο-1.
  7. 4-βρωμοβουτένιο-1.
  8. 1-βρωμοβουτένιο-2.
  9. 2-βρωμοβουτένιο-2.
  10. 1-βρωμομεθυλοπροπένιο.
  11. 3-βρωμομεθυλοπροπένιο.

Κυκλοβουτάνια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

«Κυκλοβουτάνια» ονομάζονται τα κυκλοαλκάνια με τετραμελή δακτύλιο, που αποτελεί και το χαρακτηριστικό της δομής τους. Οι πλευρικές αλυσίδες, όταν υπάρχουν, διαμορφώνονται όπως στα αλκάνια. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της μοριακής δομής τους είναι η εμφάνιση όχι επίπεδου τετραγώνου, όπως θα περίμενε κανείς, με βάση τα κυκλοπροπάνια, αλλά «πτυχωμένης» (Puckered), όπως αποδείχθηκε από πειράματα περίθλασης ηλεκτρονίων:

CyclobutaneConf2.png

Στη δομή αυτή προκύπτουν δυο απέναντι ζεύγη γωνιών που δείνουν μέσο όρο ,[3] που είναι η συνηθισμένη γωνία δεσμού sp3-sp3 που αντιστοιχεί σε κορεσμένο, οπότε και πάλι προκύπτει «ενέργεια τάσης δεσμών», όπως παραπάνω στα κυκλοπροπάνια, αλλά μικρότερη: Υπολογίστηκε σε ΔQ = 109 kJ/mole.[4] Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοβουτάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,4, αν και χρειάζονται πιο έντονες συνθήκες για να αντιδράσουν και δείνουν μικρότερες αντίστοιχες ταχύτητες αντίδρασης. Το κυκλοβουτυλοβρωμίδιο διαφέρει από το κυκλοβουτάνιο στο ότι έχει ένα άτομο βρωμίου αντί ενός ατόμου υδρογόνου.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Επίδραση δισθενών μετάλλων σε 2-βρωμο-1,4-διιωδοβουτάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση μετάλλων (συνήθως ψευδάργυρου ή μαγνήσιου) και σε 2-βρωμο-1,4-διιωδοβουτάνιο. Π.χ.[5][6]:

Bromocyclobutane.png.

  • Με μικρή απόδοση.

Φωτοχημική βρωμίωση κυκλοβουτανίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με φωτοχημική βρωμίωση κυκλοβουτανιο[7]:

κυκλοβουτάνιο Bromocyclobutane.png

Υποκατάσταση του υδροξυλίου σε κυκλοβουτανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση υδροβρωμίου (HBr) σε κυκλοβουτανόλη [8]:

Cyclobutanol Structural Formula V1.svg Bromocyclobutane.png

  • Η αντίδραση γίνεται και χωρίς την παρουσία του καταλύτη, αλλά πολύ πιο αργά.
  • Χρησιμοποιείται επίσης και ο διβρωμιούχος σίδηρος (FeBr2) ως καταλύτης σ' αυτήν την αντίδραση.

2. Η υποκατάσταση του υδροξυλίου (OH) βρώμιο (Br) στην κυκλοβουτανόλη μπορεί να γίνει και με τριβρωμιούχο φωσφόρο (PBr3)[9]:

Cyclobutanol Structural Formula V1.svg Bromocyclobutane.png

Από κυκλοβουτένιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υδροβρωμίωση κυκλοβουτενίου παράγεται κυκλοβουτυλοβρωμίδιο[10]:

Cyclobutene.svg Bromocyclobutane.png

Χημικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Τα κυκλοαλκάνια με τετραμελή δακτύλιο (δηλαδή τα «κυκλοβουτάνια»), και τα παράγωγά τους, έχουν αρκετή ενέργεια τάσης δεσμών για να δώσουν προσθηκοδιάσπαση-1,4, αλλά κάτω από πιο έντονες συνθήκες και με μικρότερη ταχύτητα αντίδρασης σε σχέση με τα αλκένια αλλά και τα κυκλοπροπάνια[11]:
  • Ο όρος «προσθηκοδιάσπαση» σημαίνει διάσπαση δακτυλίου και προσθήκη στα άκρα της αλυσίδας που προκύπτει.
  • Εκτός των παραπάνω υπάρχει και η δυνατότητα αντιδράσεων με το βρώμιο, προς διάφορα άλλα παράγωγα:

Αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3 στον κυκλοπροπανικό δακτύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Προσθήκη αλογόνου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλογόνου είναι δυνατό να γίνει 1,4-προσθηκοδιάσπαση, οπότε παράγεται κυρίως 1-βρωμο-1,4-διαλοβουτάνιο

Bromocyclobutane.png

Καταλυτική 1,4-υδρογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση - Παράγεται κυρίως βουτυλοβρωμίδιο:

Bromocyclobutane.png

Υδραλογόνωση-1,4[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υδραλογόνο (ΗΧ) - Παράγεται κυρίως 1-αλο-1-βρωμοβουτάνιο:

Bromocyclobutane.png

Υδροξυαλογόνωση-1,4[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υπαλογονώδες οξύ (HOX) - Παράγεται τελικά κυρίως 4-αλοβουτπανάλη, μέσω 4-αλο-1-βρωμοβουτανόλης-1 και 4-αλοβουτεν-1-όλης-1.

Bromocyclobutane.png

Ενυδάτωση-1,4[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειικού οξέως σε κυκλοβουτυλοβρωμίδιο παράγεται τελικά κυρίως βουτανάλη:

Bromocyclobutane.png

Διυδροξυλίωση-1,4[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε κυκλοβουτυλοβρωμίδιο, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται τελικά κυρίως 4-υδροξυβουτανάλη:

Bromocyclobutane.png

Αντιδράσεις υποκατάστασης βρωμίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Οι αντιδράσεις είναι ταχύτερες σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλογονίδια των άλλων αλογόνων, εκτός του ιωδίου.

Παραγωγή αλκοόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς κυκλοβουτανόλη[12]:

Bromocyclobutane.png Cyclobutanol Structural Formula V1.svg

Σημειώσεις και παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Δικτυακός τόπος TCI Europe
  2. Ο αριθμός θέσης 1- παραλήπεται γιατί εννοείται.
  3. Η μικρή αύξηση στην ενέργεια τάσης, σε σχέση με τη δομή τετραγώνου που θα είχε γωνία 90°, αντισταθμίζεαι από μεγαλύτερη ελάττωαη την ενέργεια στρέψης.
  4. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985, σελ. 125-126, §6.1., σελ.128, §6.2.
  5. G. Gustavson (1887). "Ueber eine neue Darstellungsmethode des Trimethylens". J. Prakt. Chem. 36: 300–305. doi:10.1002/prac.18870360127. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90799n/f308.table.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 154, §6.5.Β1.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.2, R = κυκλοβουτύλιο, X = Br.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.1, R = κυκλοβουτύλιο, X = Br.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.2, R = κυκλοβουτύλιο
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1., X = Br
  11. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ.24, §1.2.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.

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