Διμεθυλοφθοροπροπάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Διμεθυλοφθοροπροπάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC Διμεθυλοφθοροπροπάνιο
Άλλες ονομασίες νεοπεντυλοφθορίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C5H11F
Μοριακή μάζα 90,14 amu[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
(CH3)3CCH2F
Συντομογραφίες NpF
SMILES CC(C)(C)CF
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 7
2-φθοροπεντάνιο
3-φθοροπεντάνιο
2-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο
2-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο
3-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο
3-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο
1-φθοροπεντάνιο
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

To διμεθυλοφθοροπροπάνιο ή νεοπεντυλοφθορίδιο είναι ένα αλκυλογονίδιο. Με βάση το χημικό τύπο του, C5H11F, έχει τα ακόλουθα επτά (7) ισομερές θέσης:

  1. 1-φθοροπεντάνιο.
  2. 2-φθοροπεντάνιο.
  3. 3-φθοροπεντάνιο.
  4. 2-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο.
  5. 2-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο.
  6. 3-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο.
  7. 3-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο.


Πίνακας περιεχομένων

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ονομασία «διμεθυλοφθοροπροπάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά κύρια ανθρακική αλυσίδα 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 «φθορο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου φθορίου ανά μόριο της ένωσης. Τέλος, το πρόθεμα «διμέθυλο-», που προτάσσεται του προθέματος φθορο-, γιατί δ < φ, σύμφωνα με την ελληνική αλφαβητική σειρά, δηλώνει την ύπαρξη δύο διακλαδώσεων του ενός ατόμου άνθρακα η καθεμιά. Οι αριθμοί θέσης, -1- για το φθόριο και 2,2- για τα δυο μεθύλια αποτελούν πλεονασμό, γιατί δεν υπάρχει άλλο ιαομερές διμεθυλοφθοροπροπάνιο. Σημειώνεται, ακόμη, ότι η αγγλόφωνη ονομασία της ένωσης είναι (2,2-)dimethyl(-1-)fluoropropane, γιατί σύμφωνα με την αγγλική αλφάβητο είναι d < f.

Μοριακή δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δεσμοί[2]
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-F σ 2sp3-2sp3 139 pm 43% C+ F-
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
F -0,43
H +0,03
C#1 +0,37
C#2 0,00
C#3,#1΄,#1΄΄ -0,09

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με φωτοχημική φθορίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με φωτοχημική φθορίωση διμεθυλοπροπανίου παράγεται ως μοναδικό μονοαλοπαράγωγο το διμεθυλοφθοροπροπάνιο[3]:

  • Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυφθοροπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας διμεθυλοπροπανίου.
  • Η μέθοδος είναι χρήσιμη ακόμη και αν επιθυμείται το ένα μόνο ισομερές, αφού είναι σχετικά εύκολος ο διαχωρισμός από τα βαρύτερα πολυφθοροπαράγωγα.

Με υποκατάσταση υδροξυλίου από φθόριο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδροφθορίου (HF) σε διμεθυλοπροπανόλη ((CH3)3CCH2OH)[4]:

  • Συνήθως το υδροφθόριο παρασκευάζεται επιτόπου με την αντίδραση:

Με υποκατάσταση χλωρίου από φθόριο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε διμεθυλοχλωροπροπάνιο ((CH3)3CCH2Cl)[5][6]:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδράσεις υποκατάστασης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Οι αντιδράσεις είναι πολύ πιο αργές σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων, γιατί ο μηχανισμός που επικρατεί σ' αυτές τις αντιδράσεις υποκαταστάσεως είναι ο SN2.

Υποκατάσταση από υδροξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται διμεθυλοπροπανόλη ((CH3)3CCH2OH)[7]:

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκυλονεοπεντυλαιθέρα ((CH3)3CCH2OR)[7]:

Υποκατάσταση από αλκινύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο (RC≡CCH2C(CH3)3). Π.χ.[7]:

Υποκατάσταση από ακύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό νεοπεντυλεστέρα (RCOOCH2C(CH3)3)[7]:

Υποκατάσταση από κυάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει διμεθυλοβουτανονιτρίλιο ((CH3)3CCH2CN)[7]:

Υποκατάσταση από αλκύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο[7]:

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει διμεθυλοπροπανοθειόλη ((CH3)3CCH2SH)[7]:

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλονεοπεντυλοθειαιθέρα (RSCH2C(CH3)3)[7]:

Υποκατάσταση από ιώδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει διμεθυλιωδοπροπάνιο ((CH3)3CCH2I)[7]:

Υποκατάσταση από αμινομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αμμωνία (NH3) σχηματίζει διμεθυλοπροπαναμίνη ((CH3)3CCH2NH2)[7]:

Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) σχηματίζει N-αλκυλοδιμεθυλοπροπαναμίνη (RNHCH2C(CH3)3)[7]:

Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει N,N-διαλκυλοδιμεθυλοπροπαναμίνη [R'N(CH2C(CH3)3)R][7]:

Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει φθοριούχο N,N,N-τριαλκυλονεοπεντυλαμμώνιο [R'N(CH2C(CH3)3)(R)R"]F}[8]:

Υποκατάσταση από φωσφύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με φωσφίνη σχηματίζει διμεθυλοπροπανοφωσφαμίνη[9]:

Υποκατάσταση από νιτροομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει διμεθυλονιτροπροπάνιο ((CH3)3CCH2NO2)[10]:

Υποκατάσταση από φαινύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται νεοπεντυλοβενζόλιο:

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με λίθιο (Li σχηματίζει νεοπεντυλολίθιο[11]:

2. Με μαγνήσιο (Mg) σχηματίζει νεοπεντυλομαγνησιοφθορίδιο[12]:

Αναγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται διμεθυλοπροπάνιο[13]:

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται μεθυλοβουτάνιο[14]:

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται μεθυλοβουτάνιο[15]:

4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.[16]:

Αντιδράσεις προσθήκης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 4,4-διμεθυλο-1-φθοροπεντάνιο ((CH3)3CCH2CH2CH2F)[17]:

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 4,4-διμεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο ((CH3)3CCH2CH=CHF)[18]:

3. Η αντίδραση του διμεθυλοφθοροπεντανίου 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[19]:

(1,4-προσθήκη)
(1,2-προσθήκη)
(3,4-προσθήκη)

4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 5,5-διμεθυλο-1-φθορεξάνιο[20]:

κυκλοπροπάνιο

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει 1-νεοπεντυλοξυ-2-φθοραιθάνιο[21]:

Ethylene oxide.svg

Παρεμβολή καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Τα καρβένια (π.χ. [:CH2]) μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H. Π.χ. έχουμε[22]:

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε;
1. Παρεμβολή στους εννέα (9) δεσμούς C#3,#1΄,#1΄΄H2-H. Παράγεται 2,2-διμεθυλοφθοροβουτάνιο.
2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#1H-H: Παράγεται 3,3-διμεθυλοφθοροβουτάνιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 2,2-διμεθυλοφθοροβουτάνιου ~63% και 3,3-διμεθυλοφθοροβουτάνιου ~18%.

Παραγωγή και παρεμβολή νεοπεντυλενίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υδροξείδιου του καλίου αποσπάται υδροφθόριο παράγοντας νεοπεντυλένιο[23]:

  • Το ασταθές νεοπεντυλένιο στη συνέχεια συμπεριφέρεται σα δίριζα και παρεμβάλλεται σε δεσμούς C-H ή προσθέτεται σε πολλαπλούς δεσμούς, σχηματίζοντας τριμελείς δακτύλιους. Παραδείγματα:

1. Παρεμβολή στον εαυτό του:

2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο:

τριτοταγές βουτυλοκυκλοπροπάνιο

3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο:

3-τριτοταγές βουτυλοκυκλοπροπένιο

4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο:

7-τριτοταγές βουτυλοκυκλοεπτατριένιο

5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη:

τριτοταγές βουτυλοξιράνιο


Σημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Ατομική μάζα του ισομερούς 1-φθοροπεντάνιου από Διαδικτυακός τόπος Chemical Book
  2. 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.
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.2.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.1, R = (CH3)3CCH2, X = F.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  6. Πραγματοποιείται και με υποκατάσταση βρωμίου ή ιωδίου, αλλά πιο αργά και δύσκολα.
  7. 7,00 7,01 7,02 7,03 7,04 7,05 7,06 7,07 7,08 7,09 7,10 7,11 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. 243, §10.2.Α, R = CH2C(CH3)3, X = F.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.Α1, R = CH2C(CH3)3, X = F.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH2C(CH3)3, X = F.
  11. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §5.1. σελ.82
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH2C(CH3)3, X = F.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α, R = CH2C(CH3)3, X = F.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β, R = CH2C(CH3)3, X = F.
  15. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  16. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.
  17. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, για Ε = CH2C(CH3)3 και Nu = F.
  18. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, εφαρμογή για αλκίνια και για Ε = CH2C(CH3)3 και Nu = F με βάση και την §8.1, σελ. 114-116.
  19. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, εφαρμογή για αλκαδιένια και για Ε = CH2C(CH3)3 και Nu = F με βάση και την §8.2, σελ. 116-117.
  20. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, εφαρμογή για κυκλοαλκάνια και για Ε = CH2C(CH3)3 και Nu = F σε συνδυασμό με Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §1.2., σελ. 22-25
  21. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = F.
  22. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
  23. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3, R = (CH3)3CCH2F, CH3F αντί CH3Cl.

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