Μεθυλυδροϋπεροξείδιο

To μεθυλυδροϋπεροξείδιο (αγγλικά: methylhydroperoxide) ή μεθυλοδιοξειδάνιο ή υδροϋπεροξυμεθάνιο είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο CH₄O₂ και ημισυντακτικό τύπο CH₃O₂H. Είναι το απλούστερο οργανικό υπεροξείδιο και αποτελεί «τυπικό» υδατάνθρακα.

Παραγωγή

Πολλές οργανομεταλλικές ενώσεις έχουν την τάση να εισάγουν μοριακό οξυγόνο σε δεσμούς C-M, όπου M μέταλλο, ενώ τα ηλεκτροθετικά μέταλλα είναι ευαίσθητα στην παρουσία νερού. Οι ιδιότητες αυτές αξιοποιούνται για την παραγωγή οργανικών υπεροξειδίων.

Πιο συγκεκριμένα, το μεθυλυδροϋπεροξείδιο μπορεί να παραχθεί με επίδραση οξυγόνου σε μεθυλολίθιο ή μεθυλομαγνησιοαλογονίδιο (CH₃MgX), ακολουθούμενη από υδρόλυση:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\underset{-10^{o}C}{\overset{|E{t}_{2}O|}{\to }}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{L}\mathrm{i}\stackrel{+H_{2}O}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{O}\mathrm{H}$

ή

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{X}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{|E{t}_{2}O|}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{X}\stackrel{+H_{2}O}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{X}\mathrm{\downarrow }$

Χημική συμπεριφορά

Αυτοδιάσπαση

Το μεθυλυδροϋπεροξείδιο είναι ασταθές και αυτοδιασπάται με εξώθερμη αντίδραση. Σε αραιά διαλύματα σχηματίζει ελεύθερες ρίζες CH₃O^• και ^•OH, που μπορούν να προκαλέσουν την έναρξη σειράς αντιδράσεων πολυμερισμού. Σε χημικά καθαρή μορφή μπορεί να χρειαστεί κάποια θερμότητα για την έναρξη της διαδικασίας, αλλά χρειάζεται προσοχή, γιατί η επιπλέον θερμότητα που παράγεται από την εξώθερμη διάσπαση κάνει τη διάσπαση αυτοεπιταχυνόμενη. Γενικά, έχουμε τις ακόλουθες αντιδράσεις διάσπασης:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{\bullet }}\mathrm{+}{}^{\mathrm{\bullet }}\mathrm{O}\mathrm{H}$

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\stackrel{\mathrm{△}}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{|}\mathrm{O}\mathrm{|}$

Ενεργό οξυγόνο

Το θεωρητικό ποσοστό σε «ενεργό οξυγόνο» για το μεθυλυδροϋπεροξείδιο είναι A[O]_θ% = 16/48·100% ≈ 33,3%.

Παραγωγή εποξειδίων από αλκένια

Οξειδώνει αλκένια στα αντίστοιχα εποξείδια. Για παράδειγμα, οξειδώνει αιθένιο σε οξιράνιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}$

Αναγωγή σε μεθανόλη

Ανάγεται σε μεθανόλη από λιθιοαργιλιοϋδρίδιο και από εστέρες του φωσφορώδους οξέος. Οι τελευταἰοι οξειδώνονται στους αντίστοιχους εστέρες του φωσφορικού οξέος:

$\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{A}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\stackrel{}{\to }\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{A}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

και

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{R}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{}{\to }\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{R}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Μετατροπή σε μεθανάλη

Με επίδραση ισχυρής βάσης, όπως το υδροξείδιο του καλίου, το μεθυλυδροϋπεροξείδιο μπορεί να μετατραπεί σε μεθανάλη και νερό, μέσω ανασχηματισμού Kornblum–DeLaMare:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\stackrel{KOH}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

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.
• Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985