Μεθανοϋλοφθορίδιο

Το μεθανοϋλοφθορίδιο ή φορμυλοφθορίδιο με χημικό τύπο HCFO είναι ένα τοξικό αέριο ακυλαλογονίδιο. Πρωτοαναφέρθηκε το 1934.

Δομή

Το μόριο του μεθανοϋλοφθορίδιου είναι επίπεδο, τριγωνικό, με το άτομο του άνθρακα στο κέντρο και τα υπόλοιπα άτομα στις κορυφές.

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp2-1s	107 pm	3% C- H+
C=O	σ	2sp2-2sp2	134 pm	19% C+ O-
	π	2p-2p
C-F	σ	2sp2-2sp3	147 pm	43% C+ F-
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο
F	-0,43
O	-0,38
H	+0,03
C	+0,78

Παραγωγή

1. Με επίδραση Hg₂F₂ σε άλλο μεθανοϋλοαλογονίδιο (HCOX):

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{X}\mathrm{+}\mathrm{H}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{H}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{X}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }$

2. Με επίδραση μεθανικού νατρίου (HCOONa) σε βενζοϋλοφθορίδιο (PhCOF)

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{h}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\stackrel{}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{h}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{a}$

• Το βενζοϋλοφθορίδιο παράγεται συνήθως επιτόπου («in situ»), με επίδραση διφθοριούχου καλίου (KHF₂) σε βενζοϋλοχλωρίδιο (PhCOCl):

$\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{h}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{H}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{h}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Αυτοδιάσπαση

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\stackrel{}{\to }\mathrm{H}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{O}$

Υδρόλυση

• Με υδρόλυση μετατρέπεται σε μεθανικό οξύ

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

Αλκοόλυση

• Με επίδραση αλκοόλης (ROH) μετατρέπεται σε μεθανικό αλκυλεστέρα

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{R}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{R}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{F}$

Αμμωνιόλυση

Με επίδραση αμμωνίας (NH₃) μετατρέπεται σε μεθαναμίδιο:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\stackrel{}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{F}$

Αμινόλυση

1. Με επίδραση πρωτοταγών αμινών (RNH₂) μετατρέπεται σε μεθαναλκυλαμίδιο:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{R}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{R}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{F}$

2. Με επίδραση δευτεροταγών αμινών (RNHR΄) μετατρέπεται σε μεθανοδιαλκυλαμίδιο:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{R}\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{R}\stackrel{}{´}\stackrel{}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{(}\mathrm{R}\mathrm{)}\mathrm{R}\stackrel{}{´}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{F}$

Επίδραση καρβονικού άλατος

Με επίδραση μεθανικού νατρίου μετατρέπεται σε ανυδρίτη μεθανικού οξέος:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{a}\stackrel{}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{F}$

Επίδραση αρωματικών ενώσεων

Φορμυλιώνει αρωματικών ενώσεων κατά Friedel-Crafts. Π.χ. από βενζόλιο παράγεται βενζαλδεΰδη:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{h}\mathrm{H}\stackrel{Al{F}_3}{\to }\mathrm{P}\mathrm{h}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{F}$

Παραγωγή οργανομαγνησιακής ένωσης

Με επίδραση μαγνησίου, παρουσία άνυδρου διαιθυλαιθέρα (|Et₂O|), παράγεται φορμυλομαγνησιοφθορίδιο:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{g}\stackrel{|E{t}_{2}O|}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{F}$

Αναγωγή

1. Με καταλυτική υδρογόνωση παράγεται μεθανάλη ή και μεθανόλη

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\underset{-HF}{\overset{Ni}{\to }}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\underset{+H_2}{\overset{Ni}{\to }}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}$

2. Με LiAlH₄ ή NaBH₄ παράγεται απευθείας μεθανόλη::

$\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{A}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\stackrel{}{\to }\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{[}\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{]}\stackrel{+2H_{2}O}{\to }\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{[}\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{]}$

Επίδραση διαζωμεθανίου

Με επίδραση διαζωμεθανίου παράγεται τελικά αιθανικό οξύ:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\stackrel{-HF}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\underset{-N_2}{\overset{A{g}_{2}O}{\to }}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{O}\stackrel{+H_{2}O}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}$

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.