3-μεθυλενο-1-μεθυλοκυκλοβουτένιο

Το 3-μεθυλενο-1-μεθυλοκυκλοβουτένιο (αγγλικά 1-methyl-3-methylene-1-cyclobutene) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C₆H₈. Πιο συγκεκριμένα, το 3-μεθυλενο-1-μεθυλοκυκλοβουτένιο είναι ένα κυκλοβουτένιο με έναν εξωδακτυλικό και έναν ενδοδακτυλικό συζυγείς διπλούς δεσμούς. Το χημικά καθαρό 3-μεθυλενο-1-μεθυλοκυκλοβουτένιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι υγρό. Έχει πάνω από 100 ισομερή θέσης.

Ονοματολογία

Η ονομασία «κυκλοβουτένιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα της κύριας ονομασίας «βουτ-» δηλώνει την παρουσία τεσσάρων (4) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-εν-» δείχνει την παρουσία ενός διπλού δεσμού στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει χαρακτηριστικές ομάδες, δηλαδή ότι είναι υδρογονάνθρακας. Το αρχικό πρόθεμα «κυκλο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ισοκυκλικού δακτυλίου στο μόριο της ένωσης. Τέλος τα προθέματα υποκαταστατών είναι δύο (2): «μεθυλενο-» και «μεθυλο-». Η σχετική θέση των υποκαταστατών δίνεται με τους αριθμούς θέσης, που προκείπτουν μετά από αρίθμηση της κύριας αλυσίδας (εδώ δακτυλίου).

Η αρίθμηση της κύριας αλυσίδας (εδώ) αρχίζει από τα άτομα με το διπλό δεσμό, και προτεραιότητα από αυτό που έχει και υποκαταστάτη, (μεθύλιο). Επομένως, #1 είναι το άτομο άνθρακα στο οποίο συνδέεται το μεθύλιο, #2, το άλλο άτομο με διπλό δεσμό, #3 είναι το άτομο άνθρακα που συνδέεται με το μεθυλένιο και #4 το τελευταίο άτομο άνθρακα του κυκλοβουτενικού δακτυλίου. Το μεθυλένιο μπαίνει πρώτο ως υποκαταστάτης λόγω αλφαβητικής σειράς: Το τμήμα μεθυλ- είναι κοινό. Όμως, στο πρόθεμα μεθυλενο- επόμενο γράμμα είναι το «ε», ενώ στο μεθυλο- είναι το «ο».

Η ακριβέστερη συστηματική ονομασία της ένωσης είναι 3-μεθυλιδενο-1-μεθυλο(-1-)κυκλοβουτένιο. Ο αριθμός θέσης «-1-» του διπλού δεσμού (εδώ) δεν είναι υποχρεωτικός, γιατί λόγω έλλειψη σημαντικότερης χαρακτηριστικής ομάδας η αρίθμηση αρχίζει αναγκαστικά από άτομο του διπλού δεσμού, ο οποίος έτσι έχει αναγκαστικά #1 αριθμό θέσης, δηλαδή εννοείται. Σημειώστε ότι στην αγγλόφωνη ονομασία αλφαβητικά το methyl- προηγείται του methylene-, οπότε οι δυο υποκαταστάτες τοποθετούνται ανάποδα, σε σχέση με την ελληνόφωνη έκδοση της συστηματικής ονομασίας.

Παραγωγή

Επίδραση δισθενών μετάλλων σε 4-αλο-2-αλομεθυλο-1,3-πενταδιένιο

Με επίδραση μετάλλων [συνήθως ψευδάργυροu ή μαγνήσιου (αντίδραση Freund), γιατί γενικά τα δισθενή ηλεκτροθετικά μέταλλα δίνουν καλύτερη απόδοση] και σε 4-αλο-2-αλομεθυλο-1,3-πενταδιένιο. Π.χ.:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{=}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{)}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{Z}\mathrm{n}\stackrel{}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}$

Απόσπαση δύο (2) ισοδυνάμων υδραλογόνου από 1-αλο-3-αλομεθυλο-1-μεθυλοκυκλοβουτάνιο

Με απόσπαση δύο (2) ισοδυνάμων υδραλογόνου από 1-αλο-3-αλομεθυλο-1-μεθυλοκυκλοβουτάνιο παράγεται 3-μεθυλενο-1-μεθυλοκυκλοβουτένιο:

1-αλο-3-αλομεθυλο-1-μεθυλοκυκλοβουτάνιο $\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\underset{\mathrm{△}}{\overset{ROH}{\to }}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{X}\mathrm{+}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Συνδυάζει τις ιδιότητες συζυγούς διενίου και κυκλοβουτανίου. Δίνει αντιδράσεις προσθήκης, συνήθως πρώτα 1,4- και έπειτα 2,3-, και τελικά (κυρίως και αρκετά δύσκολα) 1,2-κυκλοπροσθήκης. Η σειρά των αντιδράσεων προσθήκης είναι δυνατό να μεταβληθεί, με την επιλογή των κατάλληλων συνθηκών.

Αντιδράσεις Diels–Adler

Δίνει αντιδράσεις Diels–Adler, τόσο ως διένιο, όσο και ως διενόφιλο.

Ενυδάτωση

Με επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση), παράγονται τα ακόλουθα παράγωγα:

1. Η 1,4-ενυδάτωση δίνει 1,3-διμεθυλοκυκλοβουτ-2-ενόλη.
2. Η 1,2-ενυδάτωση δίνει .
3. Η 2,3-ενυδάτωση, μετά από αρχική 1,4-προσθήκη, δίνει 2-μεθυλο-1-υδροξυμεθυλοκυκλοβουτανόλη.

Πηγές πληροφόρισης

• Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.126, 6.1.
• 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
• Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ Έκδοση Θεσσαλονίκη 1991