Χλωραιθανάλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Χλωραιθανάλη
Chloroacetald.png
Chloroacetaldehyde-3D-balls.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Χλωραιθανάλη
Άλλες ονομασίες Χλωρακεταλδεΰδη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H3OCl
Μοριακή μάζα 78,50 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
ClCH2CHO
Αριθμός CAS 107-20-0 
SMILES C(C=O)Cl
InChI 1S/C2H3ClO/c3-1-2-4/h2H,1H2
Αριθμός EINECS 203-472-8
Αριθμός UN CF069F5D9C
PubChem CID 33
ChemSpider ID 32
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 5
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -16,3 °C
Σημείο βρασμού 85–85,5 °C
Πυκνότητα 1.117 kg/m³
Διαλυτότητα
στο νερό
Διαλυτή
Διαλυτότητα
σε άλλους διαλύτες
Διαλυτή σε προπανόνη και μεθανόλη
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
87,7 °C
Επικινδυνότητα
Ακυλιωτικό μέσο
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Η χλωραιθανάλη ή χλωρακεταλδεΰδη (αγγλικά: chlorethanal) είναι οργανική Χημική_ένωση, που περιέχει άνθρακα, Οξυγόνο, υδρογόνο και χλώριο με μοριακό τύπο C2H3OCl, αν και παριστάνεται συχνά και με τον λίγο αναλυτικότερο τύπο ClCH2CHO (ή την ισοδύναμη μορφή CH2ClCHO). Είναι μια από τις απλούστερες αλαλδεΰδη, δηλαδή αλογονούχος αλδεΰδη. Όπως και κάποιες συγγενικές ενώσεις, η χλωραιθανάλη είναι ένα ισχυρό ηλεκτρονιόφιλο (ακυλιωτικό) αντιδραστήριο και γι' αυτό ένα δυνάμει επικίνδυνο ακυλιωτικό μέσο. Η ένωση δεν βρίσκεται κανονικά στην άνυδρη μορφή της, αλλά μάλλον στην ενυδατωμένη της ακεταλική μορφή, δηλαδή ως 2-χλωρο-1,1-αιθανοδιόλη, ClCH2CH(OH)2. Η χλωραιθανάλη είναι μια χρήσιμη πρόδρομη ένωση για τη σύνθεση π.χ. 2-αμινοθειαζόλιου ή και πολλών άλλων φαρμακευτικών προϊόντων. Μια άλλη χρήση της είναι να διευκολύνει την αφαίρεση του φλοιού από κορμούς δέντρων.

Πίνακας περιεχομένων

Ισομέρεια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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

  1. Αιθανοϋλοχλωρίδιο, ένα ακυλαλογονίδιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3COCl.
  2. Χλωροξυαιθένιο, ένας εστέρας του υποχλωριώδους οξέος (HOCl), με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHOCl.
  3. 1-χλωραιθενόλη, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(Cl)OH, έλασσον ταυτομερές του αιθανοϋλοχλωρίδιου.
  4. 2-χλωραιθενόλη, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο ClCH=CHOH, έλασσον ταυτομερές της χλωραιθανάλης.
  5. Χλωροξιράνιο, ένα αλογονοπαράγωγο του οξιρανίου.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από βινυλοχλωρίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με χλωρίωση ένυδρου βινυλοχλωρίδιου, παράγεται τελικά χλωραιθανάλη:

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

Με καταλυτική οξείδωση (2-χλωραιθυλο)βενζόλιου (PhCH2CH2Cl) παράγεται φαινόλη (PhOH) και χλωραιθανάλη:

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

Με μερική οξείδωση 2-χλωραιθανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[1]:

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

Με οζονόλυση 1,4-διχλωρο-2-βουτενίου παράγεται τελικά χλωραιθανάλη[2]:

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

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 1,4-διχλωρο-2,3-βουτανοδιόλη παράγεται χλωραιθανάλη[3]:

Χημική συμπεριφορά και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η χλωραιθανόλη είναι μια διλειτουργική ένωση, αφού περιέχει δυο λειτουργικές ομάδες, το χλώριο και την αλδεϋδομάδα. Το γεγονός αυτό την καθιστά μια ευέλικτη πρόδρομη ένωση, για πολλές ετεροκυκλικές ενώσεις και όχι μόνο. Για παράδειγμα, συμπυκνώνεται 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[4].

Αντιδράσεις καρβονυλίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ταυτομέρεια με 2-χλωραιθενόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η χλωραιθανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της 2-χλωραιθενόλη. Αυτή η χημική ισορροπία, μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων[5]:

  • Το #2 άτομο άνθρακα συνδέεται με χλώριο, 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(Cl)ACH(B)OH.

Αναγωγή προς 2-χλωραιθανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση, μπορεί να αναχθεί η 2-χλωραιθανάλη προς 2-χλωραιθανόλη[6]:

Οξείδωση προς χλωραιθανικό οξύ[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μπορεί να οξειδωθεί προς χλωραιθανικό οξύ[7];

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 χλωραιθανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 2-χλωρο-1,1-αιθανοδιόλη[8]:

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

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-χλωρομεθυλο-1,3-διοξολάνιο[9]:

2-χλωρομεθυλο-1,3-διοξολάνιο

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

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-χλωρομεθυλο-1,3-διθειολάνιο[10]:

2-χλωρομεθυλο-1,3-διθειολάνιο

2-χλωρομεθυλο-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[11]:

Επίδραση φωσφοροϋλιδίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 1,2-διαλκυλο-3-χλωρο-1-προπένιο[12]:

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=O που περιέχει η χλωραιθανάλη. Π.χ.:[13]:

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

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 1-υδροξυ-2-χλωραιθανοσουλφονικό οξύ:

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

Αλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή 2-χλωραιθενόλη. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλο-2-χλωραιθανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά αλοχλωραιθανάλη[14]:

Επίδραση υδραζωτικού οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος παράγεται χλωραιθανονιτρίλιο και χλωρομεθυλαμινομεθανάλη[15]:

Προσθήκη αλκοολών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-2-χλωραιθανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 1,1-διαλκοξυ-2-χλωραιθάνιο[16]:

Τριμερισμός[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση οξέος μπορεί να υποστεί τριμερισμό προς 2,4,6-τρι(χλωρομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο[17]:

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

Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φθοραιθανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-χλωρομεθυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[18] [19]:

2-χλωρομεθυλοξετάνιο

Αντιδράσεις υποκατάστασης του χλωρίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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

Υποκατάσταση από υδροξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται υδροξυαιθανάλη [20]:

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκοξυαιθανάλη[20]:

Υποκατάσταση από αλκινύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκινυλαιθανάλη. Π.χ.[20]:

Υποκατάσταση από ακύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει φορμυλομεθυλεστέρα (RCOOCH2CH3)[20]:

Υποκατάσταση από κυάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει φορμυλαιθανονιτρίλιο[20]:

Υποκατάσταση από αλκύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλδεΰδη[20]:

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει υδροθειαιθανάλη[20]:

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλοθειαιθανάλη[20]:

Υποκατάσταση από ιώδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει ιωδαιθανάλη[20]:

Υποκατάσταση από φθόριο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε χλωραιθανάλη, παράγεται φθοραιθανάλη[21]:

Υποκατάσταση από νιτροομάδα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει νιτραιθανάλη[22]:

Υποκατάσταση από φαινύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται φαινυλαιθανάλη[23]:

Αναγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται αιθανόλη[24]:

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται αιθανόλη[25]:

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται αιθανάλη[26]:

4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.[27]:

Αντίδραση απόσπασης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση υδροχλωρίου (HCl) από χλωραιθανάλη παράγεται αιθενόνη[28]:

Επίδραση καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 3-χλωροπροπανάλη, χλωροπροπανόνη και χλωρομεθυλοξιράνιο[29]:

χλωρομεθυλοξιράνιο

Επιδράσεις στο περιβάλλον[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η χλωραιθανάλη είναι ένας μεταβολίτης της αποσύνθεσης του 1,2-διχλωραιθάνιου, που τελικά μετατρέπεται σε 2-χλωραιθανόλη. Αυτή η μεταβολική οδός είναι σημαντική, αφού εκατομμύρια τόννοι 1,2-διχλωραιθάνιου παράγονται αφού είναι πρόδρομη ένωση για την παραγωγή χλωραιθένιου[30].

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
  2. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.
  4. 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.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2. και σελ. 187, §7.3.3α.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2 και §9.5.5β
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.13.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.5b.
  18. E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341. 
  19. 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. 
  20. 20,0 20,1 20,2 20,3 20,4 20,5 20,6 20,7 20,8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  22. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α.
  23. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §3.2. σελ.54
  24. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α
  25. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β.
  26. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  27. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.
  28. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.
  29. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
  30. Janssen, D. B.; van der Ploeg, J. R. and Pries, F., "Genetics and biochemistry of 1,2-dichloroethane degradation", Biodegradation, 1994, 5, 249-57.doi:10.1007/BF00696463

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.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Chloroacetaldehyde της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).