Μετάβαση στο περιεχόμενο

1-φθοροπροπένιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
1-φθοροπροπένιο
Trans--προπεν-1-υλοφθορίδιο
Γενικά
Όνομα IUPAC1-φθοροπροπένιο
Άλλες ονομασίεςπροπεν-1-υλοφθορίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύποςC3H5F
Μοριακή μάζα60,0702 amu[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3CH=CHF
ΣυντομογραφίεςMeCH=CHF
Αριθμός CASE,Z:406-33-7
E:19184-10-2
SMILESCC=CF
InChI1S/C3H5F/c1-2-3-4/h2-3H,1H3
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης3
ισοπροπενυλοφθορίδιο
αλλυλοφθορίδιο
κυκλοπροπυλοφθορίδιο
Γεωμετρικά ισομερή2
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το 1-φθοροπροπένιο[2][3] είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο C3H5F, αλλά συνήθως αποδίδεται με τον ημισυντακτικό τύπο CH3CH=CHF. Ανήκει στα αλκενυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα μονοακόρεστα, δηλαδή με ένα διπλό δεσμό, οργανομονοαλογονίδια. Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:

  1. 2-φθοροπροπένιο.
  2. 3-φθοροπροπένιο.
  3. Φθοροκυκλοπροπάνιο.

Η ονομασία «1-φθοροπροπένιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα: Η ονομασία διαιρείται σε δύο (2) κύρια τμήματα: Το δεξί τμήμα αναφέρεται στη δομή της «κύριας ανθρακικής» αλυσίδας που φέρει την «κύρια χαρακτηριστική ομάδα», εφόσον υπάρχει και προβλέπεται γι' αυτήν χαρακτηριστική κατάληξη, ενώ το αριστερό στους «υποκαταστάτες» (δηλαδή τυχόν «δευτερεύουσες χαρακτηριστικές ομάδες» ή και κύριες χαρακτηριστικές ομάδες για τις οποίες δεν έχουν προβλεφθεί χαρακτηριστικές καταλήξεις) ή και τις «διακλαδώσεις» (δηλαδή τυχόν δευτερεύουσες ανθρακικές αλυσίδες). Στη συγκεκριμένη ένωση, υπάρχει το αρχικό πρόθεμα «φθορ(ο)-» που δηλώνει την ύπαρξη ενός (1) ατόμου φθορίου, ως κύριας χαρακτηριστικής ομάδας αλλά χωρίς προβλεπόμενη κατάληξη, που συγκεκριμένα είναι συνδεμένο στο #1 άτομο της κύριας ανθρακικής αλυσίδας («1-») Ως προς το τμήμα που αφορά την κύρια ανθρακική αλυσίδα ισχύουν τα ακόλουθα: το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-εν-» δείχνει την παρουσία ενός (1) διπλού δεσμού μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει κύρια χαρακτηριστική ομάδα και προβλεπόμενη χαρακτηριστική κατάληξη. Ο αριθμός θέσης του δεσμού (-1-), στην αρχή του τμήματος της κύριας ονομασίας, παραλείπεται ως πλεονασμός, γιατί οι πολλαπλοί δεσμοί προηγούνται των αλογόνων ως προς την προτεραιότητα αρίθμησης.

Δεσμοί
Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμός
C-Fσ2sp2-2sp3129 pm43% C+ F-
C#1,#2-Hσ2sp2-1s99 pm3% C- H+
C=Cσ2sp2-2sp2134 pm
π2p-2p
C-Cσ2sp3-2sp2144 pm
C#3-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
F-0,43
C#3-0,09
C#2-0,03
Η (C-H)+0,03
C#1+0,40

Με απόσπαση υδραλογόνου

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση ενός ατόμου υδραλογόνου από 1-αλο-1-φθοροπροπάνιο, με καλύτερα αποτελέσματα αν το άλλο αλογόνο δεν είναι κι εκείνο φθόριο, παράγεται 1-φθοροπροπένιο[4]:

Με απόσπαση αλογόνου

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση αλογόνου (X2) από 1,2-διαλο-1-φθοροπροπάνιο παράγεται 1-φθοροπροπένιο. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο[5]:

Με μερική καταλυτική υδρογόνωση

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 1-φθοροπροπινίου παράγεται E-1-φθοροπροπένιο[6]

2. Με λίγο διαφορετική μερική υδρογόνωση 1-φθοροπροπινίου παράγεται Z-1-φθοροπροπένιο:

Από 1-χλωροπροπένιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε 1-χλωροπροπένιο παράγεται 1-φθοροπροπένιο[7]:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  • Παρέχει δυνατότητες προσθήκης στο διπλό του δεσμό, όσο και προσθήκης ή απόσπασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το χειρότερο για τέτοιες αντιδράσεις.
  • Σε περίπτωση προσθήκης, το αρνητικότερο τμήμα της προσθηκόμενης ένωσης, προσελκύεται στο άτομο άνθρακα #1, λόγω της παρουσίας του ηλεκτραρνητικού φθορίου δημιουργείται μερικό θετικό φορτίο στο άτομο άνθρακα.

1. Επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση). Παράγεται προπανάλη[8]:

2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται τρι(1-μεθυλο-2-φθοροαιθυλο)βοράνιο και στη συνέχεια 1-φθορο-2-προπανόλη[9]:

3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο και έπειτα αναγωγή, αρχικά παράγεται 1-φθορο-1-προπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-προπεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε προπανάλη:


4. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Prins με επίδραση αλδεϋδών ή κετονών σε 1-προπενυλοφθορίδιο απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει 2-φθορο-2-βουτεν-1-όλη:

Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε προπενυλοφθορίδιο παράγεται 2-αλοπροπανάλη[10]:

  • Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

Καταλυτική υδρογόνωση

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλυτική υδρογόνωση 1-φθοροπροπένιο σχηματίζεται 1-φθοροπροπάνιο. Π.χ.[11]:

Με επίδραση αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε προπενυλοφθορίδιο έχουμε προσθήκη στο διπλό δεσμό. Παράγεται 1,2-διαλο-1-φθοροπροπάνιο. Π.χ.[12]:

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε 1-φθοροπροπένιο παράγεται 1-αλο-1-φθοροπροπάνιο[13]:

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε 1-φθοροπροπένιο παράγεται 2-φθοροβουτανονιτρίλιο:

Καταλυτική φορμυλίωση

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε 1-φθοροπροπένιο παράγεται μείγμα 2-φθοροβουτανάλης και μεθυλο-3-φθοροπροπανάλης. Π.χ.:

  • Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
  • Όπου . Εξαρτάται από την επιλογή του καταλύτη. Οι σχετικά ογκώδεις καταλύτες ευνοούν το δεύτερο παράγωγο.

Η διυδροξυλίωση προπενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2[14]:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:


2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:


3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει υδροξυπροπανόνη:


4. Μέθοδος Woodward. Παράγει υδροξυπροπανόνη:


5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδεϋδών ή κετονών σε 1-φθοροπροπένιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Prins. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 2-φθορο-1,3-βουτανοδιόλη:

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε προπενυλοφθορίδιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε αιθανάλη και φορμυλοφθορίδιο[15]:

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγονται αιθανικό οξύ και διοξείδιο του άνθρακα[16]:

Προσθήκη αλδεϋδών ή κετονών κατά Prins

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση περίσσειας αλδεϋδών ή κετονών σε 1-φθοροπροπένιο απουσία νερού, σε χαμηλή θερμοκρασία παράγεται παράγωγο διοξανίου. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται σχεδόν ισομοριακό μείγμα 5-μεθυλο-4-φθορο-1,3-διοξάνιου και 4-μεθυλο-5-φθορο-1,3-διοξάνιου:

Κατά την επίδραση αλκαδιενίου (διένιου) σε 1-φθοροπροπένιο (διενόφιλο) έχουμε την ονομαζόμενη (αντίδραση Diels–Adler) που οδηγεί σε παραγωγή παραγώγου κυκλοεξενίου. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο παίρνουμε σχεδόν ισομοριακό μείγμα 5-μεθυλο-4-φθοροκυκλοεξένιου και 4-μεθυλο-5-φθοροκυκλοεξένιου[17]:

Κατά την επίδραση αλκίνια και μονοξειδίου του άνθρακα σε 1-φθοροπροπένιο έχουμε την ονομαζόμενη αντίδραση Pauson-Khand που στην περίπτωση αυτή οδηγεί σε παραγωγή παραγώγων κυκλοπεντενόνης. Π.χ. με αιθίνιο παράγεται 4-μεθυλο-5-φθορο-2-κυκλοπεντενόνη και 5-μεθυλο-4-φθορο-2-κυκλοπεντενόνη:

Καταλυτική προσθήκη οξυγόνου

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά την καταλυτική προσθήκη οξυγόνου σε προπένιο σχηματίζεται 3-μεθυλο-2-φθοροοξιράνιο. Π.χ.:

Διακρίνονται τα ακόλουθα είδη πολυμερισμού 1-φθοροπροπένιου, που όλα παράγουν πολυπροπυλοφθορίδιο (PPF)[18]:
1. Κατιονικός. Π.χ.:

2.. Ελευθέρων ριζών. Π.χ.:

Αντιδράσεις υποκατάστασης του φθορίου

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς προπανάλη[19]:

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλο-1-προπενυλαιθέρα [19]:

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς αλκενίνιο (RC≡CCH=CHCH3). Π.χ.[19]:

Υποκατάσταση από ακύλιo

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβοξυλικό 1-προπενυλεστέρα (RCOOCH=CHCH3)[19]:

Υποκατάσταση από κυάνιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς 2-βουτενονιτρίλιο (CH3CH=CHCN)[19]:

Υποκατάσταση από αλκύλιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκένιο[19]:

Υποκατάσταση από σουλφυδρύλιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς προπανοθειάλη (CH3CH2CHS)[19]:

  • Αρχικά παράγεται προπενοθειόλη που ισομερειώνεται προς προπανοθειάλη.

Υποκατάσταση από αλκυλοσουλφύλιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλπροπεν-1-υλοθειαιθέρα (RSCH=CHCH3)[19]:

Υποκατάσταση από νιτροομάδα

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς 1-νιτροπροπένιο (CH3CH=CHNO2)[20]:

Υποκατάσταση από φαινύλιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προπενυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται 1-φαινυλοπροπένιο:

Υποκατάσταση από μέταλλα

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται 1-προπενυλολίθιο:

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)[21]:

Απόσπαση του υδροφθορίου

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) σε αλκοόλη αφυδροφθοριώνεται προς προπίνιο[4]:

Προσθήκη καρβενίων

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε 1-φθοροπροπένιο σχηματίζεται μείγμα από 1-φθορο-1-βουτένιο, 2-φθορο-2-βουτένιο, 1-φθορομεθυλοπροπένιο και 2-μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο.[22]

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
  1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H: Παράγεται 1-φθορο-1-βουτένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
  2. Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#1-H: Παράγεται 2-φθορο-2-βουτένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
  3. Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#2-H: Παράγεται μεθυλο-1-φθοροπροπένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
  4. Προσθήκη στον ένα (1) διπλό δεσμό: Παράγεται 2-μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο, ένα κυκλοαλκυλαλογονίδιο.

Προκύπτει επομένως μείγμα 1-φθορο-1-βουτενίου 50%, 2-φθορο-2-βουτενίου ~17%, μεθυλo-1-φθοροπροπένιου ~17% και 2-μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιου ~17%.

Σημειώσεις και αναφορές

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  1. Δικτυακός τόπος NIST
  2. Για την ακρίβεια, πρόκειται για δύο (2) γεωμετρικά ισομερείς χημικές ενώσεις με επίσημες ονομασίες Ε-1-φθοροπροπένιο, όπου το E-ισομερές δηλώνεται και με το πρόθεμα cis-, και Ζ-1-φθοροπροπένιο, όπου το Z-ισομερές δηλώνεται και με το πρόθεμα trans-). Ωστόσο το μείγμα τους έχει δικό του αριθμό CAS, όπως και το καθένα από τα δύο γεωμετρικά ισομερή ξεχωριστά.
  3. Για εναλλακτικές ονομασίες και συμβολισμούς δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  4. 1 2 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.158, §6.9.4.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.2.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.1.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.10.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 160, §6.10.2.
  18. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.11.
  19. 1 2 3 4 5 6 7 8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH3CH=CH, X = F.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH3CH=CH, X = F.
  22. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3, R = CH3CH=CF ή CH3C=CHF ή CH3CΗ=CHF
  • 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