2,3-πενταδιένιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
2,3-πενταδιένιο
2,3-Pentadiene.svg
Γενικά
Όνομα IUPAC 2,3-πενταδιένιο
Άλλες ονομασίες 1,3-διμεθυλαλλένιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C5H8
Μοριακή μάζα 68,117 ± 0,0046 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3CH=C=CHCH3
Συντομογραφίες MeCH=C=CHMe
Αριθμός CAS 591-96-8 (RS)
20431-56-5 (R-)<nr>23190-25-2
SMILES CC=C=CC
InChI 1S/C5H8/c1-3-5-4-2/h3-4H,1-2H3[1]
PubChem CID 136378
ChemSpider ID 120150[2]
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 25 (εκτός καρβενίων)
Οπτικά ισομερή 2
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -125,6°C
Σημείο βρασμού 48,2°C
Πυκνότητα 695 kg/m³
Διαλυτότητα
στο νερό
Πρακτικά αδιάλυτο
Διαλυτότητα
σε άλλους διαλύτες
Διαλυτό σε
Αιθανόλη
Προπανόνη
Δείκτης διάθλασης ,
nD
1,404 (20°C)
Εμφάνιση Διαφανές, άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
-37,6±13,0°C
Επικινδυνότητα
Εύφλεκτο
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το 2,3-πενταδιένιο[3] (αγγλικά: 2,3-pentadiene) είναι οργανική χημική ένωση, σε δύο (2) οπτικά ισομερή, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C5H8 και ημισυντακτικό τύπο CH3CH=C=CHCH3. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκαδιενίων και στην κατηγορία των αλλενίων.

Το χημικά καθαρό 2,3-πενταδιένιο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο και εξαιρετικά εύφλεκτο πτητικό υγρό.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αυτός ο υδρογονάνθρακας έχει μόριο, που αποτελείται από δύο (2) άτομα υδρογόνου και δύο (2) μεθύλια (-CH3) ενωμένα με μια τριάδα ατόμων άνθρακα, που συνδέονται μεταξύ τους με δύο διαδοχικούς διπλούς δεσμούς. Το #2 και το #4 άτομα άνθρακα, που περιέχει, βρίσκονται σε υβριδισμό sp², το #3 σε sp, ενώ τέλος τα #1 και #5 σε sp³. Τα άτομα C#2-C#4 είναι συγγραμμικά.

Οι δεσμοί, εκτός της συγγραμμικής ομάδας και των μεθυλομάδων, σχηματίζουν γωνίες περί τις 120°. Τα επίπεδα των δεσμών H-C#2-C#1 και H-C#4-C#5 είναι κάθετα μεταξύ τους.

Η περιστροφή των δεσμών C=C=C απαιτεί (σχετικά) υψηλή ποσότητα ενέργειας, γιατί απαιτεί την (προσωρινή) διάσπαση ενός τουλάχιστον π-δεσμού.

Οι π-δεσμοί στο μόριο του 2,3-πενταδιενίου είναι υπεύθυνοι για τη χρήσιμη δραστικότητά του. Η περιοχή των διπλών δεσμών χαρακτηρίζεται από (σχετικά) υψηλή ηλεκτρονιακή πυκνότητα, ιδιαίτερα περί το #3 άτομο άνθρακα,που επομένως είναι ευάλωτη σε επιδράσεις ηλεκτρονιόφιλων. Πολλές αντιδράσεις του 2,3-πενταδιενίου καταλύνται από διάφορα μέταλλα μετάπτωσης, που σχηματίζουν προσωρινά σύμπλοκα με τα π και π* τροχιακά του 2,3-πενταδιενίου.

Δεσμοί[4]
Δεσμοί τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C#1-H

C#5-H

σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C#2-H

C#4-H

σ 2sp2-1s 108,7 pm 3% C- H+
C#1-C#2

C#4-C#5

σ 2sp3-2sp2 151 pm
C#2=C#3 σ

π

2sp2-2sp

2py-2py

131,4 pm
C#3=C#4 σ

π

2sp-2sp2

2pz-2pz

131,4 pm
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
C#1

C#5

-0,09
C#2

C#4

-0,03
C#3 0,00
H +0,03

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση αλογόνου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με απόσπαση δύο (2) ισοδυνάμων αλογόνου (X2) από 2,3,3,4-τετραλοπεντάνιο παράγεται 1,2-πενταδιένιο[5]:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Καύση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οζονόλυση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση όζοντος (O3, οζονόλυση) σε 2,3-πενταδιένιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε αιθανάλη και διοξείδιο του άνθρακα[6]:

Διυδροξυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Η επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγει 2-υδροξυ-3-πεντανόνη:

2. Η επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου2Ο2) παράγει 2-υδροξυ-3-πεντανόνη:

3. Η μέθοδος Σάρπλες (Sharpless) παράγει 2-υδροξυ-3-πεντανόνη:

4. Η μέθοδος Γούντγαρντ (Woodward) παράγει 2-υδροξυ-3-πεντανόνη:

  • Ενδιάμεσα των μεθόδων 1-4 παράγεται 3-πεντεν-2,3-όλη [CH3CH=C(OH)CH(OH)CH3, ασταθής ενόλη] που ισομερειώνεται σε 2-υδροξυ-3-πεντανόνη:

5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 2,4-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε 2,3-πενταδιένιο, παρουσία νερού (H2O). Αντίδραση Πρινς (Prins). Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 2-μεθυλο-1-υδροξυ-3-πεντανόνη:

  • Ενδιάμεσα παράγεται 2-μεθυλο-3-πεντεν-1,3-διόλη [CH3CH=C(OH)(CH_3)CH2OH, ασταθής ενόλη], που ισομερειώνεται σε 2-μεθυλο-1-υδροξυ-3-πεντανόνη.

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγεται τελικά αιθανικό οξύ και διοξείδιο του άνθρακα[8]:

Ενυδάτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Επίδραση θειικού οξέος (H2SO4) και στη συνέχεια νερού (H2O, ενυδάτωση). Παράγεται 3-πεντανόνη[9]:

Ενδιάμεσα παράγεται 2-πεντεν-3-όλη [CH3CH=C(OH)CH2CH3, ασταθής ενόλη] που ισομερειώνεται σε 3-πεντανόνη. 2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2). Παράγεται τρι(1-μεθυλο-2-βουτενυλο)βοράνιο και στη συνέχεια 3-πεντεν-2-όλη[10]:

3. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Πρινς (Prins) με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε 2,3-πενταδιένιο απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει 2-μεθυλο-2,3-πενταδιεν-1-όλη:

Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε 2,3-πενταδιένιο παράγεται 2-αλο-3-πεντανόνη[11]:

  • Ενδιάμεσα παράγεται 1-αλο-2-πεντεν-2-όλη (ασταθής ενόλη), που τελικά ισομερειώνεται σε 1-αλοπεντανόνη.
  • Η παραπάνω αντίδραση ισχύει όταν X: Cl, Br και I. Αν X = F, παράγεται 3-φθορο-3-πεντεν-2-όλη:

Αλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με προσθήκη αλογόνου (X2, αλογόνωση) σε 2,3-πενταδιένιο έχουμε προσθήκη στους διπλούς δεσμούς. Παράγεται αρχικά 2,3-διαλο-3-πεντένιο και στη συνέχεια, με περίσσεια αλογόνου, 2,3,3,4-τετραλοπεντάνιο. Π.χ.[12]:

2. Υποκατάσταση σε αλλυλική θέση, δηλαδή σε α θέση ως προς τους διπλούς δεσμούς. Παράγεται 1-αλο-2,3-πενταδιένιο: Π.χ.:

Υδραλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX, υδραλογόνωση) σε 2,3-πενταδιένιο παράγεται αρχικά 3-αλο-3-πεντένιο και στη συνέχεια, με περίσσεια υδραλογόνου, 3,3-διαλοπεντάνιο[13]:

Υδροκυάνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN, υδροκυάνωση) σε 2,3-πενταδιένιο παράγεται 2-αιθυλο-2-βουτενoνιτρίλιο:

Καταλυτική αμμωνίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Προσθήκη αμμωνίας (NH3). Παράγεται αρχικά 2-πεντεν-3-αμίνη, που τελικά ισομερειώνεται σε 3-πεντενιμίνη:

2. Προσθήκη πρωτοταγούς αμίνης. Π.χ. με μεθυλαμίνη παράγεται N-μεθυλο-2-πεντεν-3-αμίνη, που τελικά ισομερειώνεται σε Ν-μεθυλο-3-πεντανιμίνη:

3. Προσθήκη δευτεροταγούς αμίνης. Π.χ. με διμεθυλαμίνη παράγεται N,N-διμεθυλο-2-πεντεν-3-αμίνη:

  • 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 παραγωγο.

Προσθήκη αλδεΰδών ή κετονών κατά Prins[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση περίσσειας αλδευδών ή κετονών σε προπένιο απουσία νερού, σε χαμηλή θερμοκρασία παράγεται παράγωγο διοξανίου. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 5-μεθυλο-4-αιθυλιδενο-1,3-διοξάνιο και 4-μεθυλο-5-αιθυλιδενο-1,3-διοξάνιο:

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Speight J. G., “Chemical and Process Design Handbook”, McGraw-Hill, 2002.
  • 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

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Διαδικτυακός τόπος PubChem
  2. Διαδικτυακός τόπος ChemSpider
  3. Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  4. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  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. 157, §6.8.10.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.
  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.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα 2,3-Pentadien της Γερμανικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).