Κυκλοπροπανόλη

Κυκλοπροπανόλη
Γενικά
Όνομα IUPAC	Κυκλοπροπανόλη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H6O
Μοριακή μάζα	58,08 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος
SMILES	OC1CC1
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	8
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η κυκλοπροπανόλη είναι μια οργανική ένωση με χημικό τύπο C₃H₆O. Δομικά, περιέχει μια κυκλοπροπυλική ομάδα, και ένα υδροξύλιο ενωμένο μ' αυτήν. Είναι, δηλαδή, η απλούστερη κυκλοαλκανόλη, κορεσμένη μονοκυκλική μονοσθενής αλκοόλη. Συνήθως αντιπροσωπεύεται από τον τύπο: .

Με βάση το χημικό τύπο της, C₃H₆Ο έχει τα ακόλουθα οκτώ (8) ισομερή θέσης:

1. 1-προπεν-1-όλη (ελάσσων ταυτομερές της προπανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH=CHOH.
2. 1-προπεν-2-όλη ή αλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=CHCH₂OH.
3. 2-προπενόλη (ελάσσων ταυτομερές της προπανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃C(OH)=CH₂.
4. Βινυλμεθυλαιθέρας ή μεθοξυαιθένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃OCH=CH₂.
5. Προπανάλη (κύριο ταυτομερές) της 1-προπεν-1-όλης με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂CHO.
6. Προπανόνη (κύριο ταυτομερές) της 2-προπενόλης με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃COCH₃.
7. Οξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο .
8. Μεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο

Παραγωγή

Από 1,3-διαλο-2-προπανόλη

Με επίδραση ψευδαργύρου σε 1,3-διαλο-2-προπανόλη παράγεται κυκλοπροπανόλη, με ενδομοριακή αντίδραση Wurtz :

$\mathrm {XCH_{2}CH(OH)CH_{2}X+Zn{\xrightarrow {}}ZnX_{2}+}$

Από κυκλοπροπανόνη

Με αναγωγή κυκλοπροπανόνης:
1. Με καταλυτική υδρογόνωση:

$\mathrm {+H_{2}{\xrightarrow {Ni}}}$

2. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH₄):

$\mathrm {+{\frac {1}{4}}LiAlH_{4}+{\frac {1}{2}}H_{2}O{\xrightarrow {}}{\frac {1}{4}}LiAlO_{2}+}$

Από κυκλοπροπυλαλογονίδιο

1. Με επίδραση διαλύματος υδροξειδίου του αργύρου σε κυκλοπροπυλαλογονίδιο παράγεται κυκλοπροπανόλη:

$\mathrm {+AgOH{\xrightarrow {}}AgX+}$

2. Με επίδραση διαλύματος αιθανικού νατρίου σε κυκλοπροπυλαλογονίδιο παράγεται αρχικά αιθανικός κυκλοπροπυλεστέρας, που στη συνέχεια υδρολύεται σχηματίζοντας κυκλοπροπανόλη :

$\mathrm {+CH_{3}COONa{\xrightarrow {-NaX}}}$
$\mathrm {+NaOH{\xrightarrow {}}CH_{3}COONa+}$

Από κυκλοπροπένιο

Με προσθήκη νερού σε κυκλοπροπένιο παράγεται κυκλοπροπανόλη:

$\mathrm {+H_{2}O{\xrightarrow {\pi .H_{2}SO_{4}}}}$

Από κυκλοπροπυλεστέρα

Με υδρόλυση κυκλοπροπυλεστέρα, π.χ. καρβοξυλικού, παράγεται κυκλοπροπανόλη :

$\mathrm {+NaOH{\xrightarrow {}}RCOONa+}$

Από κυκλοπροπαναμίνη

Με επίδραση νιτρώδους οξέος σε κυκλοπροπαναμίνη παράγεται κυκλοπροπανόλη :

$\mathrm {+HNO_{2}{\xrightarrow {}}N_{2}\uparrow +H_{2}O+}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Η ένωση είναι πολύ ασταθής (και άρα δραστική), εξαιτίας του τριμελούς της δακτυλίου, οπότε τείνει να δώσει αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης, αλλά και να ισομεριωθεί, σχηματίζοντας προπανάλη. Αυτή η τελευταία αναφερόμενη ιδιότητα, μπορεί να αξιοποιηθεί συνθετικά, χρησιμοποιώντας κυκλοπροπανόλη για τη σύνθεση της ισομερούς προπανάλης. Η ένωση είναι επίσης χρήσιμη για να τοποθετήσει την κυκλοπροπυλική ομάδα σε εστερικούς, θειούχους και αμινικούς δεσμούς.

Ισομερείωση

Η κυκλοπροπανόλη ισομερειώνεται, σχηματίζοντας προπανάλη:

$\mathrm {{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CHO}$

Αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης στο κυκλοπροπύλιο

Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση κυκλοπροπανόλης παράγεται 1-προπανόλη:

$\mathrm {+H_{2}{\xrightarrow {Pt}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH}$

Υδραλογόνωση

Με κυκλοπροσθήκη υδραλογόνου (ΗΧ) σε κυκλοπροπανόλη, παράγεται αρχικά ασταθής 1-αλο-1-προπανόλη, που μετατρέπεται τελικά σε προπανάλη:

$\mathrm {+HX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CHXOH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CHO+HX}$

Υδροξυαλογόνωση

Με κυκλοπροσθήκη υπαλογονώδους οξέος (HOX) σε κυκλοπροπανόλη, παράγεται αρχικά ασταθής 3-αλο-1,1-προπανοδιόλη, που μετατρέπεται τελικά σε 3-αλοπροπανάλη:

$\mathrm {+HOX{\xrightarrow {}}XCH_{2}CH_{2}CH(OH)_{2}{\xrightarrow {}}XCH_{2}CH_{2}CHO+H_{2}O}$

• Όπου X, αλογόνο, αλλά όχι φθόριο.

Ενυδάτωση

Με έμμεση κυκλοπροσθήκη ύδατος σε κυκλοπροπανόλη, παράγεται αρχικά ασταθής 1,1-προπανοδιόλη, που μετατρέπεται τελικά σε προπανάλη:

$\mathrm {+H_{2}O{\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}CH_{3}CH_{2}CH(OH)_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CHO+H_{2}O}$

Διυδροξυλίωση

Με έμμεση κυκλοπροσθήκη υδροξειδίου του υδρογόνου, παράγεται αρχικά ασταθής 1,1,3-προπανοτριόλη, που μετατρέπεται τελικά σε 3-υδροξυπροπανάλη:

$\mathrm {+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {RCOOH}}HOCH_{2}CH_{2}CH(OH)_{2}{\xrightarrow {}}HOCH_{2}CH_{2}CHO+H_{2}O}$

Αντιδράσεις του υδροξυλίου

• Κάποια από τα παρακάτω αντιδραστήρια επιρεάζουν και τον ευαίσθητο κυκλοπροπυλικό δακτύλιο, δίνοντας και αντίστοιχα προϊόντα κυκλοπροσθήκης.

Αλκοολικά άλατα

1. Αντίδραση με αλκαλιμέταλλα:

$\mathrm {+Na{\xrightarrow {}}{\frac {1}{2}}H_{2}\uparrow +}$

2. Αντίδραση με αμίδια μετάλλων::

$\mathrm {+NaNH_{2}{\xrightarrow {}}NH_{3}\uparrow +}$

3. Αντίδραση με αιθινικά μέταλλα::

$\mathrm {+HC\equiv CNa{\xrightarrow {}}HC\equiv CH\uparrow +}$

4. Αντίδραση με αντιδραστήρια Grignard::

$\mathrm {+RMgX{\xrightarrow {}}RH+}$

• Ενδεικτική σειρά οξύτητας ορισμένων ενώσεων: νερό (H₂O) > κυκλοπροπανόλη () > αιθίνιο (HC ≡ CH) > αμμωνία (NH₃) > μεθάνιο (CH₄).

Υποκατάσταση από αλογόνα

1. Αντίδραση με υδροϊώδιο:

$\mathrm {+HI{\xrightarrow {}}H_{2}O+}$

2. Αντίδραση με άλλα αλογόνα (X: F, Cl, Br):

$\mathrm {+HX{\xrightarrow {ZnX_{2}}}H_{2}O+}$

3. Αντίδραση με ισχυρά χλωριωτικά μέσα:

1. Με πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl₅):

$\mathrm {+PCl_{5}{\xrightarrow {}}POCl_{3}+HCl+}$

2. Με τριχλωριούχο φωσφόρο (PCl₃):

$\mathrm {+{\frac {1}{3}}PCl_{3}{\xrightarrow {}}H_{3}PO_{3}+}$

3. Με θειονυλοχλωρίδιο (SOCl₂):

$\mathrm {+SOCl_{2}{\xrightarrow {}}SO_{2}\uparrow +HCl+}$

Εφαρμογές

Παράγωγες ενώσεις της κυκλοπροπανόλης, που περιέχουν την κυκλοπροπυλική ομάδα, έχουν χρησιμοποιηθεί σε έρευνες ως δυνάμει αντιιικά φάρμακα και ως ρυθμιστές της διακίνησης πρωτεϊνών.

Πηγές

• 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.