Κυκλοπροπυλομεθανάλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Κυκλοπροπυλομεθανάλη
CPCA Strukturformel.svg
Γενικά
Όνομα IUPAC Κυκλοπροπυλομεθανάλη
Άλλες ονομασίες Κυκλοπροπανοκαρβοξαλδεΰδη
Κυκλοπροπανοκαρβαλδεΰδη
Κυκλοπροπυλοκαρβοξαλδεΰδη
Φορμυλοκυκλοπροπάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C4H6O
Μοριακή μάζα 70,09 g amu[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CPCA Strukturformel.svg
Αριθμός CAS 1489-69-6
SMILES O=CC1CC1
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 54
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η κυκλοπροπυλομεθανάλη ή κυκλοπροπανοκαρβοξαλδεΰδη ή κυκλοπροπανοκαρβαλδεΰδη ή κυκλοπροπυλοκαρβοξαλδεΰδη ή φορμυλοκυκλοπροπάνιο είναι οργανική χημική ένωση που ανήκει στην ομόλογη σειρά των κυκλοαλκαναλών, δηλαδή των αλδεϋδών με ένα δακτύλιο και κανένα πολλαπλό δεσμό (εκτός του διπλού δεσμού το καρβονυλίου). Ο σύντομος συντακτικός της τύπος είναι CPCA Strukturformel.svg. Με βάση το χημικό της τύπο, C4H6O, έχει 54 ισομερή θέσης.

Κυκλοπροπάνια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

«Κυκλοπροπάνια» ονομάζονται τα κυκλοαλκάνια με τριμελή 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 γωνίας δεσμού που είναι η συνηθισμένη γωνία δεσμού sp3-sp3 που αντιστοιχεί σε κορεσμένο. Ύστερα από ενεργειακή ανάλυση των πιθανών δομών - μοριακών μοντέλων με κβαντομηχανικές μεθόδους προέκυψε ως πιθανότερη η εκδοχή του sp2 υβριδισμού και της δημιουργίας δύο μοριακών τροχιακών τριών κέντρων (των τριών ατόμων C), σ (2sp2-2sp2-2sp2) και π (2p-2p-2p), με 3 ηλεκτρόνια ανά μοριακό τροχιακό, ώστε να χρησιμοποιηθούν τα 6 διαθέσιμα ηλεκτρόνια των 3 ατόμων C (τα άλλα 6 χρησιμοποούνται για τους 6 σ δεσμούς με τα 6 άτομα υδρογόνου ή και τα αλκύλια). Αντί δηλαδή των κλασσικών 3 ομοιοπολικών δεσμών δύο κέντρων μεταξύ των ατόμων C, υπάρχουν 2 ομοιοπολικοί δεσμοί τριών κέντρων[2].

C3str.png

Εξαιτίας αυτού του γεγονότος προκύπτει η λεγόμενη «ενέργεια τάσης δεσμών» που συνυπολογίζει την ενέργεια παραμόρφωσης δεσμικής γωνίας (κατά Baeyer), που οφείλεται στη διαφορά γωνίας από την κανονική, και την ενέργεια στρέψης (κατά Piltzer), που οφείλεται στην αδυναμία του συστήματος να στρέψει τους δεσμούς του και να πάρει διαμόρρφωση αποφυγής των απώσεων τύπου Van der Waals, που αναπτύσσονται από την προσέγγιση αλληλοαπωθούμενων ατόμων και ομάδων αυτών. Ενώ λοιπόν το ισομερές προπένιο έχει θερμότητα ολικής καύσης 1.971 kcal/mole το κυκλοπροπάνιο έχει 2.088 kcal/mole. Το ΔQ = 117 kJ/mole αντιστοιχεί ακριβώς στην επιπλέον ενέργεια που παγιδεύει η ιδιάζουσα δομή του τριμελή δακτυλίου[3]. Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3. Η κυκλοπροπυλομεθανάλη διαφέρει από το κυκλοπροπάνιο στο ότι διαθέτει μια φορμυλομάδα (CHO), αντί ενός ατόμου υδρογόνου. Έτσι συνδυάζει και τις ιδιότητες των αλδεϋδών.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση κυκλοπροπυλoμαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση κυκλοπροπυλoμαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα[4]:

Cyclopropylhalide.png Cyclopropylmagnesiumhalide.png
Cyclopropylmagnesiumhalide.png CPCA Strukturformel.svg

Με μερική οξείδωση κυκλοπροπυλομεθανόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με μερική οξείδωση κυκλοπροπυλομεθανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[5]:

Cyclopropylmethanol.svg CPCA Strukturformel.svg

Με έμμεση μερική αναγωγή κυκλοπροπυλομεθανικού οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Αρχικά το κυκλοπροπυλομεθανικό οξύ μετατρέπεται σε κυκλοπροπυλομεθανοϋλοχλωρίδιο[6]:

Cyclopropylmethanoic acid.png Cyclopropylmethanoylchloride.png

2. Το κυκλοπροπυλομεθανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς κυκλοπροπυλομεθανάλη:

Cyclopropylmethanoylchloride.png CPCA Strukturformel.svg

Με οζονόλυση 1,2-δι(κυκλοπροπυλο)αιθένιου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με οζονόλυση 1,2-δι(κυκλοπροπυλο)αιθένιου παράγεται τελικά κυκλοπροπυλομεθανάλη[7]:

1,2-di(cyclopropyl)ethene.png CPCA Strukturformel.svg

Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 1,2-δι(κυκλοπροπυλο)αιθανοδιόλη-1,2[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 1,2-δι(κυκλοπροπυλο)αιθανοδιόλη-1,2 παράγεται κυκλοπροπυλομεθανάλη[8]:

1,2-di(cyclopropyl)-1,2-ethanodiole.png CPCA Strukturformel.svg

Από 2,4-διαλοβουτανάλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση ψευδαργύρου σε 2,4-διαλοβουτανάλη παράγεται κυκλοπροπυλομεθανάλη, με ενδομοριακή αντίδραση Wurtz [9]:

CPCA Strukturformel.svg

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ταυτομέρεια με κυκλοπροπυλιδενομεθανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η κυκλοπροπυλομεθανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της κυκλοπροπυλιδενομεθανόλης. Μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων[10]:

Cyclopropyledenmethanole-aletaut.png

Αναγωγή προς κυκλοπροπυλομεθανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να αναχθεί προς κυκλοπροπυλομεθανόλη με τις ακόλουθες μεθόδους[11]

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):

CPCA Strukturformel.svg Cyclopropylmethanol.svg

2. Με καταλυτική υδρογόνωση:

CPCA Strukturformel.svg Cyclopropylmethanol.svg

CPCA Strukturformel.svg

Αναγωγή προς μεθυλοκυκλοπροπάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να αναχθεί προς μεθυλοκυκλοπροπάνιο με την μεθόδο Wolff-Kishner[13]

CPCA Strukturformel.svg Metilsilkopropan.svg

Οξείδωση προς κυκλοπροπυλομεθανικό οξύ[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να οξειδωθεί προς κυκλοπροπυλομεθανικό οξύ[14];

1. Με υπερμαγγανικό κάλιο:

CPCA Strukturformel.svg Cyclopropylmethanoic acid.png

2. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

CPCA Strukturformel.svg Cyclopropylmethanoic acid.png

3. Με οξυγόνο:

CPCA Strukturformel.svg Cyclopropylmethanoic acid.png

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

CPCA Strukturformel.svg Cyclopropylmethanoic acid.png

5. Με αντιδραστήρια Fehling:

CPCA Strukturformel.svg Cyclopropylmethanoic acid.png

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

Οξείδωση προς (1-υδροξυκυκλοπροπυλο)μεθανάλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να οξειδωθεί προς (1-υδροξυκυκλοπροπυλο)μεθανάλη με χρήση διοξειδίου του σεληνίου[15]

CPCA Strukturformel.svg 1-hydroxycyclopropylmethanale.png


Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Δικτυακός τόπος Landolt-Börnstein Substance/Property Index
  2. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.127-128, §6.2.
  3. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985, Σελ. 125-126, §6.1.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.1.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.3.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.154, §6.5.Β1
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.160, §6.11.1.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.3α.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.4.

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.