μ-τολουϊδίνη

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Πρότυπο:Πληροφορίες χημικής ένωσης

Η μ-τολουϊδίνη ή 3-μεθυλοβενζεναμίνη ή μ-αμινομεθυλοβενζόλιο ή μ-μεθυλανιλίνη ή μ-μεθυλοβενζεναμίνη είναι μια από τις τρεις (3) ισομερείς ενώσεις που έχουν την ονομασία «τολουϊδίνη». Πρόκειται για αρυλαμίνη όμοια σε συντακτικό τύπο με την ανιλίνη, εκτός από την παρουσία μιας μεθυλομάδας συνδεδεμένης σε μ- (μετα-) θέση με το βενζολικό δακτύλιο. Οι χημικές ιδιότητες και των τριών (3) τολουϊδίνων είναι αρκετά παρόμοιες με αυτές της ανιλίνης και γενικά έχουν πολλές ιδιότητες κοινές με τις άλλες αρωματικές αμίνες. Εξαιτίας της αμινομάδας της που είναι άμεσα συνδεδεμένη με το βενζολικό δακτύλιο, η μ-τολουϊδίνη είναι μια ασθενής βάση. Είναι δυσδιάλυτη σε καθαρό νερό, αλλά ευδιάλυτη σε όξινα υδατικά διαλύματα (αλλά και σε πολύ αλκαλικά). Σε συνθήκες δωματίου (T = 25°C, P = 1 atm) είναι ένα ιξώδες (πηκτό) υγρό. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή βερνικιών. Είναι ακόμη συστατικό των επιταχυντών για την παραγωγή κυανακρυλικού γυαλιού. Είναι πολύ τοξική και ύποπτη για καρκινογένηση σε ανθρώπους.

Παραγωγή

Από μ-μεθυλοφαινυλαλογονίδιο

Μέθοδος Hoffmann

Με επίδραση αμμωνίας σε μ-μεθυλοφαινυλαλογονίδιο[1][2]:

μCH3C6H4X+2NH3μCH3C6H4NH2+NH4X

Με επίδραση νατραμίδιου σε μ-μεθυλοφαινυλαλογονίδιο

Με επίδραση διαλύματος νατραμίδιου σε μ-μεθυλοφαινυλαλογονίδιο[4]:

μCH3C6H4X+NaNH2μCH3C6H4NH2+NaX

Με αντιδραστήρια Grignard

Μέσω οργανομαγνησιακών ενώσεων και χλωραμίνης[5]:

μCH3C6H4X+Mg|Et2O|μCH3C6H4MgX+NH2ClμCH3C6H4NH2+MgXCl

Αναγωγή μ-νιτροτολουολίου

Με αναγωγή μ-νιτροτολουολίου[6][7]:

μCH3C6H4NO2+3H2600oCNiμCH3C6H4NH2+2H2O
ή
μCH3C6H4NO2+3Fe+6HClμCH3C6H4NH2+3FeCl2+2H2O

Αποικοδόμηση μ-μεθυλοβενζαμιδίου

Με αποικοδόμηαη μ-μεθυλοβενζαμίδιου κατά Hofmann[8]:

μCH3C6H4CONH2+Br2+4KOHμCH3C6H4NH2+K2CO3+2KBr+2H2O

Χημική συμπεριφορά και παράγωγα

Οξεοβασική συμπεριφορά

1. Συμπεριφορά βάσης - Παράγει άλατα με οξέα[9].:

μCH3C6H4NH2+H2OμCH3C6H4NH3++OH
μCH3C6H4NH2+HClμCH3C6H4NH3+Cl

2. Συμπεριφορά οξέος - Παράγει άλατα με ισχυρές βάσεις[10]:

μCH3C6H4NH2μCH3C6H4NH+H+
μCH3C6H4NH2+KOHμCH3C6H4NHK++H2O

Επίδραση νιτρώδους οξέος

  • Το νιτρώδες οξύ είναι σχετικά ασταθές και γι' αυτό παράγεται συνήθως επί τόπου («in citu») με την παρακάτω αντίδραση:

NaNO2+HCl5oCHNO2+NaCl

1. Παραγωγή μ-διαζωμεθυλοβενζολοχλωρίδιου[11]:

μCH3C6H4NH2+HNO2+HCl5oC[μCH3C6H4N+N]Cl+2H2O

2. Απαμίνωση - μετατροπή σε μ-κρεσόλη[12]:

μCH3C6H4NH2+HNO2H+,H2OμCH3C6H4OH+H2O+N2

3. Απαμίνωση - μετατροπή σε αλκυλο(μ-μεθυλοφαινυλ)αιθέρα[13]:

μCH3C6H4NH2+HNO2+ROHH+μCH3C6H4OR+2H2O+N2

4. Απαμίνωση - μετατροπή σε μ-ιωδοτολουόλιο[14]:

μCH3C6H4NH2+HNO2+KIμCH3C6H4I+H2O+KOH+N2

5. Απαμίνωση - μετατροπή σε μ-αλοτολουόλιο[15]:

μCH3C6H4NH2+HNO2+CuXH+μCH3C6H4X+H2O+CuOH+N2

6. Απαμίνωση - μετατροπή σε μ-φθοροτολουόλιο[16]:

μCH3C6H4NH2+HNO2+HBF4μCH3C6H4F+2H2O+BF3+N2

7. Απαμίνωση - μετατροπή σε μ-νιτροτολουόλιο[17]:

μCH3C6H4NH2+HNO2+NaNO2HBF4μCH3C6H4NO2+H2O+NaOH+N2

8. Απαμίνωση - μετατροπή σε μ-θειοκρεσόλη[18]:

μCH3C6H4NH2+HNO2+KSHμCH3C6H4SH+H2O+KOH+N2

9. Απαμίνωση - μετατροπή σε μ-μεθυλοβενζονιτρίλιο[19]:

2μCH3C6H4NH2+2HNO2+Cu(CN)2μCH3C6H4CN+2H2O+Cu(OH)2+2N2

10. Απαμίνωση - μετατροπή σε μ-μεθυλοφαινυλαρύλιο[20]:

μCH3C6H4NH2+HNO2+ArHCu+μCH3C6H4Ar+2H2O+2N2

Αλκυλίωση αμινομάδας

Με αλκυλαλογονίδια[21].:

μCH3C6H4NH2+RXμCH3C6H4NHR+HX

Ακυλίωση αμινομάδας

1. Με ακυλαλογονίδια[22].:

μCH3C6H4NH2+RCOXμCH3C6H4NHCOR+HX

2. Με ανυδρίτες καρβονικών οξέων[23]:

μCH3C6H4NH2+(RCO)2OμCH3C6H4NHCOR+RCOOH

3. Με εστέρες[23]:

μCH3C6H4NH2+RCOOR´μCH3C6H4NHCOR+R´OH

Με άλλα ηλεκτρονιόφιλα αντιδραστήρια

1. Με καρβονυλικές ενώσεις δίνει βάσεις του Shiff[24]:

μCH3C6H4NH2+RCHOμCH3C6H4N=CHR+H2O

2. Με φωσγένιο δίνει δι(μ-μεθυλοφαινυλ)ουρία[25]:

2μCH3C6H4NH2+COCl2μCH3C6H4NHCONH(μC6H4CH3)+2HCl

3. Με ισοκυανικό εστέρα[26]:

μCH3C6H4NH2+RNCOμCH3C6H4NHCONHR

4. Με ισοκυανικό θειεστέρα[27]:

μCH3C6H4NH2+RNCSμCH3C6H4NHCSNHR

Πυρηνόφλες υποκαταστάσεις

1. Ισονιτριλική αντίδραση:[28]:

μCH3C6H4NH2+CHCl3+3KOHμCH3C6H4N+C+3KCl+3H2O

2. Αντίδραση Hinsberg[29]:

μCH3C6H4NH2+PhSO2ClHClμCH3C6H4SO2NHPh+NaOHNa+[μCH3C6H4SO2N(μC6H4CH3)]+H2O

Αντιδράσεις του αρωματικού δακτυλίου

  • Η παρουσία της αμινομάδας ενεργοποιεί τον βενζολικό δακτύλιο, οπότε οι αντίστοιχες αντιδράσεις γίνονται ταχύτερα σε σχέση με το τολουόλιο και παράγονται συχνά και πολυπαράγωγα της μ-τολουϊδίνης. Ορισμένα όμως αντιδραστήρια προσβάλλουν πρώτα την αμινομάδα. Σ' αυτήν την περίπτωση χρειάζεται «προστασία» της, συνήθως με οξικό ανυδρίτη. Η παρουσία της ακετυλομάδας όμως απενεργοπποιεί κάπως το σύστημα, οπότε ελαχιστοποιείται η παραγωγή πολυπαραγώγων και παρεμποδίζεται στερεοχημικά την παραγωγή ο-παραγώγων της μ-τολουϊδίνης. Τέλος με παρουσία οξέων σχηματίζεται πρωτονιώνεται η αμινομάδα και απενεργοποιείται ο αρωματικός δακτύλιος, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται κυρίως μ-παράγωγα της μ-τολουϊδίνης[30].

1. Με νίτρωση παράγει:

α. 3-μεθυλο-4-νιτροβενζεναμίνη με προστασία[31]:

μCH3C6H4NH2+(CH3CO)2OμCH3C6H4NHCOCH3+CH3COOH[32]
μCH3C6H4NHCOCH3+HNO3π.H2SO4H2O+3CH34O2NC6H3NHCOCH3 [33]
3CH34O2NC6H3NHCOCH3+NaOHCH3COONa+3CH34O2NC6H3NH2 [34]

β. 5-μεθυλο-3-νιτροβενζεναμίνη χωρίς προστασία[35].

μCH3C6H4NH2NH2+HNO3π.H2SO4H2O+5CH33O2NC6H3NH2

Σημειώσεις και αναφορές

  1. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 243, §10.2.Α.
  2. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 324, §18.2.1,
  3. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 324, §18.2.2,
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, 359, §16.4.7α
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 243, §10.2.Β4.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 243, §10.2.Β2α.
  7. Για τις συνθήκες στην πρώτη αντίδραση: Thomas Kahl, Kai-Wilfrid Schröder, "Aniline" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2007; John Wiley & Sons: New York.
  8. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 325, §18.2Δ,
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 245, §10.5.1. και §10.5.2α.
  10. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 329, §18.3ΑΠρ8.16. και Πρ8.18.
  11. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 330, §18.3Β.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1α.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1β.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1γ.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1δ
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1ε.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1ζ.
  18. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1η.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1θ.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 399, §18.6.1ι.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 243, §10.2Α.
  22. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 245, §10.5.4.
  23. 23,0 23,1 SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 331, §18.3Γ.
  24. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 298, §18.5.4.
  25. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 331, §18.3Δ2.
  26. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 331, §18.3Δ3.
  27. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 331, §18.3Δ4.
  28. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 331, §18.3E1.
  29. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 331, §18.3E2.
  30. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 398, §18.5.5ΑΒ και SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 334, §18.3H.
  31. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999: Σελ. 334, §18.3H3.
  32. Προστασία αμινομάδας.
  33. Μόνο π-νίτρωση παραγώγου λόγω στερεοχημικής παρεμπόδισης της ο-νίτρωσης από την αρκετά ογκώδη αμινακετυλοομάδα.
  34. Αποπροστασία αμινομάδας.
  35. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ. 398, §18.5.5Β

Πηγές

  1. Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  2. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  3. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982

Πρότυπο:Αμίνες