1,2-διμεθυλενοκυκλοβουτάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
1,2-διμεθυλενοκυκλοβουτάνιο
1,2-bis(methylene)cyclobutane.svg
Γενικά
Όνομα IUPAC 1,2-δι(μεθυλιδενο)κυκλοβουτάνιο
Άλλες ονομασίες 1,2-διμεθυλενοκυκλοβουτάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C6H8
Μοριακή μάζα 80,1277 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
1,2-bis(methylene)cyclobutane.svg
SMILES C=C1CCC1=C[1]
InChI 1S/C6H8/c1-5-3-4-6(5)2/h1-4H2
PubChem CID 123223
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης >100
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -70,43°C
Σημείο βρασμού 64°C
Πυκνότητα 800±100 kg/m³
Δείκτης διάθλασης ,
nD
1,456
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
-20,4±13,0°C
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το 1,2-διμεθυλενοκυκλοβουτάνιο (αγγλικά 1,2-bis(methylene)cyclobutane) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με χημικό τύπο C6H8. Πιο συγκεκριμένα, το 1,2-διμεθυλενοκυκλοβουτάνιο είναι ένα κυκλοβουτάνιο με δυο εξωδακτυλικούς συζυγείς διπλούς δεσμούς. Το χημικά καθαρό 1,2-διμεθυλενοκυκλοβουτάνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι υγρό. Έχει πάνω από 100 ισομερή θέσης.

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ονομασία «κυκλοβουτάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα της κύριας ονομασίας «βουτ-» δηλώνει την παρουσία τεσσάρων (4) ατόμων άνθρακα ανά μόριο 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, δηλαδή ότι είναι υδρογονάνθρακας. Το αρχικό πρόθεμα «κυκλο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ισοκυκλικού δακτυλίου στο μόριο της ένωσης. Τέλος, το πρόθεμα υποκαταστατών «1,2-διμεθυλενο-» δηλώνει την παρουσία δύο (2) μεθυλενομάδων συνδεμένων με δύο (2) γειτονικά κυκλοβουτανικά άτομα άνθρακα. Η ακριβέστερη συστηματική ονομασία της ένωσης είναι 1,2-δι(μεθυλιδενο)κυκλοβουτάνιο.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι δεσμικές γωνίες μεταξύ των ατόμων άνθρακα είναι σημαντικά παραμορφωμένες σε σχέση με τις αντίστοιχες γωνίες των αλκανίων αλλά και των κυκλοαλκανίων με μεγαλύτερο δακτύλιο, οπότε και πάλι προκύπτει «ενέργεια τάσης δεσμών», όπως στα κυκλοπροπάνια, αλλά μικρότερη. Υπολογίστηκε σε ΔQ = 109 kJ/mole[2], για το «μητρικό» κυκλοβουτάνιο, αλλά η παρουσία των δύο (2) συζυγών διπλών δεσμών απαγορεύει την «πτύχωση» του μορίου και αυξάνει επιπλέον την ενέργεια τάσης δεσμών.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Επίδραση δισθενών μετάλλων σε 2,3-δι(αλομεθυλο)-1,3-βουταδιένιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση μετάλλων [συνήθως ψευδάργυροu ή μαγνήσιου (αντίδραση Freund), γιατί γενικά τα δισθενή ηλεκτροθετικά μέταλλα δίνουν καλύτερη απόδοση] και σε 2,3-δι(αλομεθυλο)-1,3-βουταδιένιο. Π.χ.[3][4]:

1,2-bis(methylene)cyclobutane.svg

  • Με μικρή απόδοση, γιατί υπάρχει και η ανταγωνιστική διαμαριακή αντίδραση, που οδηγεί στη σύνθεση 3,6-διμεθυλενο-2,7-δι(βρωμομεθυλο)-1,7-οκταδιένιο [BrCH2C(=CH2)C(=CH2)CH2CH2C(=CH2)C(=CH2)CH2Br].

Απόσπαση δύο (2) ισοδυνάμων υδραλογόνου από 1,2-δι(αλομεθυλο)κυκλοβουτάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση δύο (2) ισοδυνάμων υδραλογόνου από1,2-δι(αλομεθυλο)κυκλοβουτάνιο παράγεται 1,2-διμεθυλενοκυκλοβουτάνιο[5]:

1,2-δι(αλομεθυλο)κυκλοβουτάνιο 1,2-bis(methylene)cyclobutane.svg

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Συνδυάζει τις ιδιότητες συζυγούς διενίου και κυκλοβουτανίου. Δίνει αντιδράσεις προσθήκης, συνήθως πρώτα 1,4- και έπειτα 2,3-, και τελικά (κυρίως και αρκετά δύσκολα) 1,2-κυκλοπροσθήκης. Η σειρά των αντιδράσεων προσθήκης είναι δυνατό να μεταβληθεί, με την επιλογή των κατάλληλων συνθηκών.

Αντιδράσεις Diels–Adler[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δίνει αντιδράσεις Diels–Adler, τόσο ως διένιο, όσο και ως διενόφιλο.[6]

Ενυδάτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση), παράγονται τα ακόλουθα παράγωγα:[7]

  1. Η 1,4-ενυδάτωση δίνει 1-κυκλοβουτενυλομεθανόλη.
  2. Η 1,2-ενυδάτωση δίνει 2-μεθυλενο-1-μεθυλοκυκλοβουτανόλη.
  3. Η 2,3-ενυδάτωση, μετά από αρχική 1,4-προσθήκη, δίνει 2-μεθυλο-1-υδροξυμεθυλοκυκλοβουτανόλη.

Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX), όπου X: Cl, Br, I, παράγονται τα ακόλουθα παράγωγα:[8]

  1. Η 1,4-προσθήκη δίνει 2-αλομεθυλοκυκλοβουτενυλομεθανόλη.
  2. Η 1,2-προσθήκη δίνει 1-αλομεθυλο-2-μεθυλενοκυκλοβουτανόλη.
  3. Η 2,3-προσθήκη, μετά από αρχική 1,4-προσθήκη, δίνει 2-αλομεθυλο-1-υδροξυμεθυλοκυκλοβουτανόλη.

Αν ως υποαλογονώδες οξύ χρησιμοποιηθεί υποφθοριώδες οξύ (HOF), παράγονται τα ακόλουθα παράγωγα:

  1. Η 1,4-προσθήκη δίνει 2-φθορομεθυλοκυκλοβουτενυλομεθανόλη.
  2. Η 1,2-προσθήκη δίνει 2-μεθυλενο-1-φθοροκυκλοβουτυλομεθανόλη.
  3. Η 2,3-προσθήκη, μετά από αρχική 1,4-προσθήκη, 1-υδροξυμεθυλο-2-φθορο-2-φθορομεθυλοκυκλοβουτανόλη.

Καταλυτική υδρογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση παράγονται τα ακόλουθα παράγωγα:[9]

  1. Η 1,4-προσθήκη δίνει 1-μεθυλοκυκλοβουτένιο.
  2. Η 1,2-προσθήκη δίνει 2-μεθυλο-1-μεθυλενοκυκλοβουτάνιο.
  3. Η 2,3-προσθήκη, μετά από αρχική 1,4-προσθήκη, δίνει 1,2-διμεθυλοκυκλοβουτάνιο.
  4. Η 1,2-κυκλοπροσθήκη, τελικά δίνει εξάνιο.

Αλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλογόνου (X2) (αλογόνωση) παράγονται τα ακόλουθα παράγωγα:[10]

  1. Η 1,4-προσθήκη δίνει 1,2-δι(αλομεθυλο)κυκλοβουτένιο.
  2. Η 1,2-προσθήκη δίνει 1-αλο-1-αλομεθυλο-2-μεθυλενοκυκλοβουτάνιο.
  3. Η 2,3-προσθήκη, μετά από αρχική 1,4-προσθήκη, δίνει 1,2-διαλο-1,2-δι(αλομεθυλο)κυκλοβουτάνιο.

Υδραλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη υδραλογόνου, παράγονται τα ακόλουθα παράγωγα:[11]

  1. Η 1,4-προσθήκη δίνει 1-αλομεθυλο-2-μεθυλο-1-κυκλοβουτένιο.
  2. Η 1,2-προσθήκη δίνει 1-αλο-2-μεθυλενο-1-μεθυλοκυκλοβουτάνιο.
  3. Η 2,3-προσθήκη, μετά από αρχική 1,4-προσθήκη, δίνει 1-αλο-1-αλομεθυλο-2-μεθυλοκυκλοβουτάνιο.
  4. Η 1,2-κυκλοπροσθήκη, τελικά δίνει 1,2,2-τριαλεξάνιο (CH3CH2CX2CH2X).

Υδροκυάνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση), παράγονται τα ακόλουθα παράγωγα:

  1. Η 1,4-προσθήκη δίνει 2-μεθυλοκυκλοβουτενυλαιθανονιτρίλιο.
  2. Η 1,2-προσθήκη δίνει 2-μεθυλενο-1-μεθυλοκυκλοβουτυλομεθανονιτρίλιο.
  3. Η 2,3-προσθήκη, μετά από αρχική 1,4-προσθήκη, δίνει 1-κυανομεθυλο-2-μεθυλοκυκλοβουτυλομεθανονιτρίλιο.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.126, 6.1.
  • 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

Αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Διαδικτυακός τόπος ChemSpider
  2. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985, σελ. 125-126, §6.1., σελ.128, §6.2.
  3. 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.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 154, §6.5.Β1.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.
  6. Binger, P.; Wedermann, P.; Brinker, U. H. (2000), "Cyclopropene: A New Simple Synthesis and Its Diels-Alder reaction with Cyclopentadiene", Org. Synth. 77: 254; Coll. Vol. 10: 231
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.2.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.1.