1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο
1 2-DimethylCyclopropane.png
Dimethylcyclopropane.png
Γενικά
Όνομα IUPAC 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C5H10
Μοριακή μάζα 70,1 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
1 2-DimethylCyclopropane.png
Αριθμός CAS 2511-95-7[1]
SMILES CC1CC1C
InChI 1S/C5H10/c1-4-3-5(4)2/h4-5H,3H2,1-2H3[2]
PubChem CID 102832
ChemSpider ID 92890
Δομή
Μοριακή γεωμετρία Τα ανθρακοάτομα του δακτυλίου σε επίπεδη τριγωνική θέση.
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 9
Γεωμετρικά ισομερή 2
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -140°C (-cis)
-149,6°C (-trans)
Σημείο βρασμού 37°C (-cis)
28,2°C (-trans)
Πυκνότητα 688,9 kg/m³(-cis)
664,8 kg/m³ (-trans)
Δείκτης διάθλασης ,
nD
1,3829 (20°C, -cis)
1,3713 (20°C, -trans)
Χημικές ιδιότητες
Θερμότητα πλήρους
καύσης
3.402 kJ/mole
Επικινδυνότητα
Hazard F.svg
Εξαιρετικά εύφλεκτο (F+)
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο (αγγλικά 1,2-Dimethylcyclopropane) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, δηλαδή είναι υδρογονάνθρακας, με μοριακό τύπο C5H10 ή πιο αναλυτικά 1,2-(CH3)2(C3H4). Έχει δύο γεωμετρικά ισομερή (cis-) και (trans-), ανάλογα με τη σχετική θέση των δυο μεθυλίων του σε σχέση με το επίπεδο του τριγώνου που σχηματίζει ο κυκλοπροπανικός δακτύλιος. Πιο συγκεκριμένα, είναι ένας αλεικυκλικός υδρογονάνθρακας. Δομικά αποτελείται από έναν κυκλοπροπανικό δακτύλιο (δηλαδή ανήκει στα «θυγατρικά» κυκλοπροπάνια) και από δύο (2) μεθυλομάδες (CH3-), ενωμένες σε δύο διαφορετικά κυκλοπροπανικά άτομο άνθρακα. Το 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο ανήκει στην ομόλογη σειρά των κυκλοαλκανίων, δηλαδή των κορεσμένων υδρογονανθράκων με έναν (τουλάχιστον) δακτύλιο.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ενδομοριακή αντίδραση Freund[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με την τροποποιημένη αντίδραση Φρέουντ (Freund reaction) με Zn, που δίνει μεγαλύτερη απόδοση στην ενδομοριακή αντίδραση. Σ' αυτήν την περίπτωση η στοιχειομετρική εξίσωση της αντίδρασης γίνεται[3][4]:

1 2-DimethylCyclopropane.png

Με χρήση καρβενίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη μεθυλενίου σε μεθυλοπροπενίου. Το μεθυλένιο στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι καλύτερα να προέρχεται από τη χρήση συστήματος διωδομεθάνιου (ZnI2), ψευδαργύρου (Zn) και χαλκού (Cu, ως καταλύτη)[5]:

1 2-DimethylCyclopropane.png

Χημικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οξείδωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Όπως όλα τα κυκλοαλκάνια, το 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο με περίσσεια οξυγόνου καίγεται προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό [6][7]:

1 2-DimethylCyclopropane.png

  • Αν και η αντίδραση είναι μια έντονα εξώθερμη δεν συμβαίνει σε μέτριες θερμοκρασίες, γιατί για την έναρξή της πρέπει να υπερπηδηθεί πρώτα το εμπόδιο της διάσπασης των δεσμών C-C,[8] των δεσμών C-H[9] και των δεσμών (Ο=Ο)[10] του O2.
  • Στην αναφερόμενη θερμότητα καύσεως εμπεριέχεται και η χημική ενέργεια που έχει αποθηκευθεί ως ενέργεια παραμόρφωσης κατά το σχηματισμό του τριμελούς δακτυλίου και απελευθερώνεται με την καύση. Η ενέργεια αυτή για τριμελή ισοκυκλικό ανθρακούχο δακτύλιο υπολογίστηκε, όπως αναφέρεται στο κυκλοπροπάνιο, σε 117 kJ/mole.

2. Παραγωγή υδραερίου:

1 2-DimethylCyclopropane.png

3. Καταλυτική οξυγόνωση. Με έντονες οξειδωτικές συνθήκες δίνει (κυρίως) 2,3-διμεθυλοξιράνιο:

1 2-DimethylCyclopropane.png 2,3-dimethyloxetane.png

4. Με υπερμαγγανικό κάλιο προς 1,2-διμεθυλοκυκλοπρονόλη:

1 2-DimethylCyclopropane.png 1,2-dimethylcyclopropanole.png

Επίδραση καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Το 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο έχει 10 άτομα υδρογόνου για παρεμβολή καρβενίων[11]:

1 2-DimethylCyclopropane.png 1-ethyl-2-methylcyclopropane.png 1,1,2-triimethylcyclopropane.png 1,2,3-trimethylcyclopropane.png

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
1. Παρεμβολή στους έξι (6) δεσμούς CH2-H: 6.
2. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς CH-H: 2.
2. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς C-H: 2.

Προκύπτει επομένως μίγμα 1-αιθυλο-2-μεθυλοκυκλοκυκλοπροπάνιου ~60%, 1,1,2-τριμεθυλοκυκλοπροπάνιου ~20% και 1,2,3-τριμεθυλοκυκλοπροπάνιου 20%.

Νίτρωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Αντιδρά με ατμούς HNO3 στην αέρια φάση[12]:

1 2-DimethylCyclopropane.png 1,2-dimethyl-1-nitro-cyclopropane.png 1,2,3-trimethylcyclopropane.png (2-methylcyclopropyl)-nitromethane.png

όπου a, b, c > 0, a + b + c = 1.

Καταλυτική υδρογόνωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση - Παράγεται (κυρίως) μεθυλοβουτάνιο:

1 2-DimethylCyclopropane.png

Υδραλογόνωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υδραλογόνο (ΗΧ) - Παράγεται (κυρίως) 2-αλο-3-μεθυλοβουτάνιο:

1 2-DimethylCyclopropane.png

Υδροξυαλογόνωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υπαλογονώδες οξύ (HOX) - Παράγεται (κυρίως) 4-αλο-3-μεθυλο-2-βουτανόλη:

1 2-DimethylCyclopropane.png

  • Η παραπάνω αντίδραση, ισχύει όταν X = Cl, Br ή I. Στην περίπτωση του υποφθοριώδους οξέος (HOF), παράγεται κυρίως 2-μεθυλο-3-φθορο-1-βουτανόλη:
    1 2-DimethylCyclopropane.png

Ενυδάτωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειικού οξέος σε 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιo παράγεται (τελικά κυρίως) 3-μεθυλο-2-βουτανόλη:

1 2-DimethylCyclopropane.png

Διυδροξυλίωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιo, παρουσία καρβοξυλικών οξέων παράγεται (κυρίως) 2-μεθυλο-1,3-βουτανoδιόλη:

1 2-DimethylCyclopropane.png

Διαλογόνωση-1,3[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με διαλογόνωση-1,3 παράγεται (κυρίως) 1,3-διαλο-2-μεθυλοβουτάνιο:

1 2-DimethylCyclopropane.png

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
  • [3]

Αναφορές και παρατηρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. [1]
  2. [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. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 138, §9.2Β5β.
  6. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ.21, §1.1.
  7. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.126, 6.1.
  8. ΔHC-C= +347 kJ/mol
  9. ΔHC-H = +415 kJ/mol
  10. ΔHO-O=+146 kJ/mol
  11. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 46 §4.4.4.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 244, §10.3.2.