2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη
3-methylcyclopropanole.png
Γενικά
Όνομα IUPAC 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C4H8O
Μοριακή μάζα 72,11 amu[1]
Σύντομος
συντακτικός τύπος
3-methylcyclopropanole.png
SMILES OC1C(C)C1
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 25
Γεωμετρικά ισομερή 2
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Η 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη είναι ονομασία δύο γεωμετρικά ισομερών κυκλοαλκανολών, δηλαδή κορεσμένων μονοκυκλικών μονοσθενών αλκοολών. Συνήθως αντιπροσωπεύονται από τον τύπο: 3-methylcyclopropanole.png. Με βάση το χημικό της τύπο, C4H8O έχουν τα ακόλουθα εικοσιπέντε (25) ισομερή:

  1. Βουτεν-1-όλη-1 (ελάσσων ταυτομερές της βουτανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH=CHOH.
  2. Βουτεν-2-όλη-1 ή 3-μεθυλαλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=CHCH2OH.
  3. Βουτεν-3-όλη-1 με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHCH2CH2OH.
  4. Βουτεν-1-όλη-2 (ελάσσων ταυτομερές της βουτανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2C(OH)=CH2.
  5. Βουτεν-2-όλη-2 (ελάσσων ταυτομερές της βουτανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=C(OH)CH3.
  6. Βουτεν-3-όλη-2 με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHCH(OH)CH3.
  7. Μεθυλοπροπεν-1-όλη (ελάσσων ταυτομερές της μεθυλοπροπανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2C=CHOH.
  8. Μεθυλοπροπεν-2-όλη ή 2-μεθυλαλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(CH3)CH2OH.
  9. Αιθυλοβινυλαιθέρας ή αιθοξυαιθένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2OCH=CH2.
  10. Μεθυλοπροπεν-1-υλαιθέρας ή 1-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH=CHCH3.
  11. Μεθυλοπροπεν-2-υλαιθέρας ή 3-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH2CH=CH2.
  12. Μεθυλο(μεθυλοβινυλ)αιθέρας ή 2-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OC(CH3)=CH2.
  13. Βουτανάλη (κύριο ταυτομερές) της βουτεν-1-όλης-1 με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH2CHO.
  14. Μεθυλοπροπανάλη (κύριο ταυτομερές) της μεθυλοπροπεν-1-όλης με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2CHCHO.
  15. Βουτανόνη (κύριο ταυτομερές) της βουτεν-2-όλης-2 και της βουτεν-3-όλης-2) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2COCH3.
  16. Μεθυλοκυκλοβουτανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο Cyclobutanol Structural Formula V1.svg.
  17. 1-μεθυλοκυκλοπροπανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο 1-methylcyclopropanole.png.
  18. Κυκλοπροπυλομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο Cyclopropylmethanole.png.
  19. Κυκλοπροπυλομεθυλαιθέρας με σύντομο συντακτικό τύπο Cyclopropylmethylether.png.
  20. Οξολάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο Oxolane.png.
  21. 2-μεθυλοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 2-MeOxetane.png.
  22. 3-μεθυλοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 3-methyloxetane.svg.
  23. Αιθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο Ethyloxirane.png.
  24. 2,2-διμεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 2 2-dimethyloxirane.png.
  25. 2,3-διμεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 1 2-Dimethyloxirane.png.

Κυκλοπροπάνια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

«Κυκλοπροπάνια» ονομάζονται τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο, που αποτελεί και το χαρακτηριστικό της δομής τους. Οι πλευρικές αλυσίδες, όταν υπάρχουν, διαμορφώνονται όπως στα αλκάνια. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της μοριακής δομής τους είναι η εμφάνιση γωνίας δεσμού που είναι η συνηθισμένη γωνία δεσμού sp3-sp3 που αντιστοιχεί σε κορεσμένο. Ύστερα από ενεργειακή ανάλυση των πιθανών δομών - μοριακών μοντέλων με κβαντομηχανικές μεθόδους προέκυψε ως πιθανότερη η εκδοχή του sp2 υβριδισμού και της δημιουργίας δύο μοριακών τροχιακών τριών κέντρων (των τριών ατόμων C), σ (2sp2-2sp2-2sp2) και π (2p-2p-2p), με 3 ηλεκτρόνια ανά μοριακό τροχιακό, ώστε να χρησιμοποιηθούν τα 6 διαθέσιμα ηλεκτρόνια των 3 ατόμων C (τα άλλα 6 χρησιμοποούνται για τους 6 σ δεσμούς με τα 6 άτομα υδρογόνου ή και τα αλκύλια). Αντί δηλαδή των κλασσικών 3 ομοιοπολικών δεσμών δύο κέντρων μεταξύ των ατόμων C, υπάρχουν 2 ομοιοπολικοί δεσμοί τριών κέντρων[2].

C3str.png

Εξαιτίας αυτού του γεγονότος προκύπτει η λεγόμενη «ενέργεια τάσης δεσμών» που συνυπολογίζει την ενέργεια παραμόρφωσης δεσμικής γωνίας (κατά Baeyer), που οφείλεται στη διαφορά γωνίας από την κανονική, και την ενέργεια στρέψης (κατά Piltzer), που οφείλεται στην αδυναμία του συστήματος να στρέψει τους δεσμούς του και να πάρει διαμόρρφωση αποφυγής των απώσεων τύπου Van der Waals, που αναπτύσσονται από την προσέγγιση αλληλοαπωθούμενων ατόμων και ομάδων αυτών. Ενώ λοιπόν το ισομερές προπένιο έχει θερμότητα ολικής καύσης 1.971 kcal/mole το κυκλοπροπάνιο έχει 2.088 kcal/mole. Το ΔQ = 117 kJ/mole αντιστοιχεί ακριβώς στην επιπλέον ενέργεια που παγιδεύει η ιδιάζουσα δομή του τριμελή δακτυλίου[3]. Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3.

Σε σύγκριση με το κυκλοπροπάνιο, η 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη έχει ένα μεθύλιο (CH3) και ένα υδροξύλιο (OH), αντί δύο ατόμων υδρογόνου, ενωμένα στο άτομα άνθρακα #2 και #1, αντίστοιχα[4].

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από 1,3-διαλοβουτανόλη-2[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση ψευδαργύρου σε 1,3-διαλοβουτανόλη-2 παράγεται 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη, με ενδομοριακή αντίδραση Wurtz [5]:

3-methylcyclopropanole.png

Από 1-αλο-2-μεθυλοκυκλοπροπάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με επίδραση διαλύματος υδροξειδίου του αργύρου σε 1-αλο-2-μεθυλοκυκλοπροπάνιο παράγεται 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη[6]:

1-X-2-MeC3.png 3-methylcyclopropanole.png

2. Με επίδραση διαλύματος αιθανικού νατρίου σε 1-αλο-1-μεθυλοκυκλοπροπάνιο παράγεται αρχικά αιθανικός 1'-μεθυλοκυκλοπροπυλεστέρας, που στη συνέχεια υδρολύεται σχηματίζοντας 1-μεθυλοκυκλοπροπανόλη [7]:

1-X-2-MeC3.png 2-methylcyclopropyl ester.png
2-methylcyclopropyl ester.png 3-methylcyclopropanole.png

Από 2-μεθυλοκυκλοπροπανόνη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αναγωγή 2-μεθυλοκυκλοπροπανόνης:
1. Με καταλυτική υδρογόνωση[8]:

2-methylcyclopropanone.png 3-methylcyclopropanole.png

2. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4)[9]:

2-methylcyclopropanone.png 3-methylcyclopropanole.png

Από 3-μεθυλοκυκλοπροπένιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη νερού σε 3-μεθυλοκυκλοπροπένιο παράγεται 3-μεθυλοκυκλοπροπανόλη[10]:

3-Methylcyclopropene.svg 3-methylcyclopropanole.png

Από 2-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση νιτρώδους οξέος σε 2-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνη παράγεται 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη [11]:

2-methylcyclopropanamine.png 3-methylcyclopropanole.png

Από 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αποικοδόμιση της ανθρακικής αλυσίδας της 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανόλης[12]::

2-methylcycloproylmethanole.png 2-methylcycloproylmethanoic acid.png
2-methylcycloproylmethanoic acid.png 2-methylcycloproylmethanoyl chloride.png
2-methylcycloproylmethanoyl chloride.png 2-methylcycloproylmethanoyl amride.png
2-methylcycloproylmethanoyl amride.png 2-methylcyclopropanamine.png
2-methylcyclopropanamine.png 3-methylcyclopropanole.png

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αλκοολικά άλατα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Αντίδραση με αλκαλιμέταλλα[13]:

3-methylcyclopropanole.png 2-methylcycloproylmethanolic sodium.png

2. Αντίδραση με αμίδια μετάλλων[14]:

3-methylcyclopropanole.png 2-methylcycloproylmethanolic sodium.png

3. Αντίδραση με αιθινικά μέταλλα[15]:

3-methylcyclopropanole.png 2-methylcycloproylmethanolic sodium.png

4. Αντίδραση με αντιδραστήρια Grignard[16]:

3-methylcyclopropanole.png Magnesium 2-methylcycloproylmethanolic halide.png

Υποκατάσταση από αλογόνα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Αντίδραση με υδροϊώδιο[17]:

3-methylcyclopropanole.png 1-iodo-2-methyldcyclopropane.png

2. Αντίδραση με άλλα υδραλογόνα (X: F, Cl, Br)[18]:

3-methylcyclopropanole.png 1-X-2-MeC3.png

3. Αντίδραση με ισχυρά χλωριωτικά μέσα[19]:

1. Με πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl5):

1-Cl-2-MeC3.png 1-Cl-2-MeC3.png

2. Με τριχλωριούχο φωσφόρο (PCl3)[20]:

3-methylcyclopropanole.png 1-Cl-2-MeC3.png

3. Με θειονυλοχλωρίδιο (SOCl2)[21]:

3-methylcyclopropanole.png 1-Cl-2-MeC3.png

Δι(2-μεθυλοκυκλοπροπυλ)αιθέρας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παραγωγή δι(2-μεθυλοκυκλοβουτυλ)αιθέρα[22]:

3-methylcyclopropanole.png Di(2-methylcyclopropyl) ether.png

Καρβοξυλικοί εστέρες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντίδραση με ακυλιωτικά μέσα:
1. Εστεροποίηση με καρβοξυλικό οξύ[23]:

3-methylcyclopropanole.png 2-methylcyclopropyl ester.png

2. Εστεροποίηση με ανυδρίτη καρβοξυλικού οξέος[24]:

3-methylcyclopropanole.png 2-methylcyclopropyl ester.png

3. Εστεροποίηση με ακυλαλογονίδιο[25]:

3-methylcyclopropanole.png 2-methylcyclopropyl ester.png

Οξείδωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO4). Παράγεται 2-μεθυλοκυκλοπροπανόνη[26]:

3-methylcyclopropanole.png 2-methylcyclopropanone.png

Ανοικοδόμηση προς 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υπάρχουν αρκετές δύο (2) μέθοδοι για ανοικοδόμηση 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλης προς 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανόλη[27]:
Αρχίζουν και οι δύο με την παραγωγή 1-ιωδο-2-μεθυλοκυκλοπροπάνιο και μετά 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανονιτρίλιου:

3-methylcyclopropanole.png 1-iodo-2-methyldcyclopropane.png
1-iodo-2-methyldcyclopropane.png 2-methylcyclopropylmethnonitrile.png

1. Υδρόλυση 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανονιτρίλιου προς 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανικό οξύ και μετά αναγωγή προς 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανόλη:

2-methylcyclopropylmethnonitrile.png 2-methylcycloproylmethanoic acid.png
2-methylcycloproylmethanoic acid.png 2-methylcycloproylmethanole.png

2. Αναγωγή προς 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθαναμίνη και μετατροπή της τελευταίας σε 2-μεθυλοκυκλοπροπυλομεθανόλη:

2-methylcyclopropylmethnonitrile.png 2-methylcyclopropylomethanamine.png
2-methylcyclopropylomethanamine.png 2-methylcycloproylmethanole.png

Ανοικοδόμηση προς 2-(2΄-μεθυλοκυκλοπροπυλο)αιθανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αρχίζει με την παραγωγή 1-ιωδο-2-μεθυλοκυκλοπροπάνιο και μετά, με επίδραση οξιρανίου σε 1-ιωδομαγνησιο-2-μεθυλοκυκλοπροπάνιο, παράγεται 2-(2΄-μεθυλοκυκλοπροπυλο)αιθανόλη[27]:

3-methylcyclopropanole.png 1-iodo-2-methyldcyclopropane.png
1-iodo-2-methyldcyclopropane.png
1-iodo-2-methyldcyclopropane.png 1-iodomagnesio-2-methylcyclopropane.png
Οξιράνιο 1-iodomagnesio-2-methylcyclopropane.png Magnesium 2-(2-methylcyclopropyl)ethoxy iodide.png
Magnesium 2-(2-methylcyclopropyl)ethoxy iodide.png 2-(2-methylcyclopropyl)-ethanole.png

Επίδραση καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγεται ένα μίγμα παραγώγων, με σύνθεση που δίνεται κατά προσέγγιση από τη στοιχειομετρική εξίσωση αμέσως παρακάτω[28]:

3-methylcyclopropanole.png 2-ethylcyclopropanole.png 2,3-dimethylcyclopropanole.png 1,2-dimethylcyclopropanole.png 2,2-dimethylcyclopropanole.png 1-methoxy-2-methylcyclopropane.png

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H. Παράγεται 2-αιθυλοκυκλοπροπανόλη.
2. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς -CH-H: Παράγεται 2,3-διμεθυλοκυκλοπροπανόλη.
3. Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#1-H. Παράγεται 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπανόλη.
3. Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#2-H. Παράγεται 2,2-διμεθυλοκυκλοπροπανόλη.
4. Παρεμβολή στον (1) δεσμό O-H. Παράγεται 1-μεθυξυ-2-μεθυλοκυκλοπροπάνιο.

Aναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Ελλείψει άλλης πηγής χρησιμοποιείθηκε η μοριακή μάζα της ισομερούς βουτανάλης.
  2. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.127-128, §6.2.
  3. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985, Σελ. 125-126, §6.1.
  4. Η αρίθμηση αρχίζει από το άτομο άνθρακα που είναι ενωμένο με το υδροξύλιο
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.154, §6.5.Β1
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.197, §8.2.3α
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.197, §8.2.3β
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 218, §9.2.2.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 197, §8.2.2α.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.197, §8.2.4α
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.198, §8.2.6
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.198, §8.2.7.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4α.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4β.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4γ.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4δ.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.2β.
  18. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.2γ.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.3α.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.3β.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.3γ.
  22. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.5β.
  23. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4α.
  24. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4β.
  25. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4γ.
  26. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.200, §8.4.6α.
  27. 27,0 27,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.198, §8.2.7.
  28. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.

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.