Αιθυλοβενζόλιο

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Πρότυπο:Πληροφορίες χημικής ένωσης

To αιθυλοβενζόλιο ή αιθυλοβενζένιο ή αιθυλοκυκλοεξατριένιο ή φαινυλαιθάνιο είναι ένα αρένιο με σύντομο συντακτικό τύπο PhCH2CH3. Αυτός ο αρωματικός υδρογονάνθρακας είναι ένα σημαντικό ενδιάμεσο της πετροχημικής βιομηχανίας, κυρίως για την παραγωγή στυρόλιου, που με τη σειρά του παράγει πολυστυρόλιο, ένα πολύ σημαντικό πολυμερές.

Δομή

Δεσμοί[1]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C#1',#2'-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C#2-#6-H σ 2sp2-1s 106 pm 3% C- H+
C#1-#6-C#2-#6,#1 σ 2sp2-2sp2 147 pm
C#1...C#6' π[2] 2p-2p 147 pm
C#1'-C#1 σ 2sp3-2sp2 151 pm
C#1'-C#2' σ 2sp3-2sp3 154 pm
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
C#2' -0,09
C#1' -0,06
C#2-#6 -0,03
C#1 0,00
H +0,03

Παραγωγή

Αιθυλίωση βενζολίου

1. Βιομηχανικά γίνεται συνήθως με καταλυτική προσθήκη βενζολίου σε αιθένιο:

PhH+CH2=CH2PhCH2CH3

2. Με αιθυλίωση βενζολίου κατά Friedel-Crafts, παράγεται αιθυλοβενζόλιο

PhH+CH3CH2XAlCl3PhCH2CH3+HX

Μέθοδος Fitting

Από φαινυλαλογονίδιο (PhX), με τη μεθοδο Fitting, παράγεται αιθυλοβενζόλιο[3]:

PhX+2NaNaXPhNa+CH3CH2XPhCH2CH3+NaX

Μέθοδος Grignard

Από φαινυλαλογονίδιο (PhX), με τη μέθοδο Grignard, παράγεται αιθυλοβενζόλιο[4]:

PhX+Mg|Et2O|PhMgX+CH3CH2XPhCH2CH3+MgX2

Με αποκαρβοξυλίωση κατάλληλων καρβοξυλικών οξέων

1. Από φαινυλοπροπανικά οξέα, με αποκαρβοξυλίωση παράγεται αιθυλοβενζόλιο[5]:

PhCH2CH2COOH+NaOHPhCH2CH2COONa+H2O
PhCH2CH2COONa+H2OPhCH2CH3+NaHCO3

2. Από οποιοδήποτε αιθυλοβενζοϊκό οξύ:

EtC6H4COOH+EtC6H4COONa+H2O
EtC6H4COONa+H2OPhCH2CH3+NaHCO3

Με αναγωγή οξυγονούχων ενώσεων

1. Από οποιαδήπτε αιθυλοφαινόλη, με αποξυγόνωση, παράγεται αιθυλοβενζόλιο[6]::

EtC6H4OH+ZnPhCH2CH3+ZnO

2. Από φαινυλαιθανάλη, με τη μέθοδο Wolff-Kishner, παράγεται αιθυλοβενζόλιο[7]::

PhCH2CHO+NH2NH2H2OPhCH2CH=NHNH2KOHPhCH2CH3+N2

3. Με αναγωγή ακετοφαινόνης (PhCOCH3)- Αντίδραση Clemmensen [8]:

PhCOCH3+2Zn+2HClPhCH2CH3+ZnCl2+ZnO

Χημική συμπεριφορά και παράγωγα

  • Ο βενζολικός δακτύλιος στο αιθυλοβενζόλιο είναι ελαφρά ενεργοποιημένος σε σχέση με το βενζόλιο, με αποτέλεσμα οι αντιδράσεις αρωματικής ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης να γίνονται με λίγο μεγαλύτερη ταχύτητα και παράγονται κυρίως ο- και π- διπαράγωγα του βενζολίου.
  • Οι περισσότερες απόπειρες υποκατάστασης των υδρογόνυ του μεθυλίου έχουν σαν αποτέλσμα την υποκατάσταση και εκείνων τοu αρωματικού δακτυλίου. Ο μόνος μηχανισμός που ευνοεί την υποκατάσταση στο αιθύλιο είναι ο SN2, που ευνοείται από απρωτικούς και μη πολικούς διαλύτες. Ο SN1 μηχανισμός και η φωτοχημική αλογόνωση ευνοεί την υποκατάσταση στον αρωματικό δακτύλιο.

Καταλυτική αφυδρογόνωση

Αυτή είναι η κύρια βιομηχανική εφαρμογή του αιθυλοβενζολίου, από την οποία παράγεται στυρόλιο:

PhCH2CH3Pd,PtPhCH=CH2+H2

Νίτρωση

Με νίτρωση παράγει ορθοαιθυλονιτροβενζόλιο και παρααιθυλονιτροβενζόλιο[9]:

PhCH2CH3+HNO3π.H2SO423oC6H4(CH2CH3)NO2+13πC6H4(CH2CH3)NO2+H2O

Σουλφούρωση

Με σουλφολυρωση παράγει ορθοαιθυλοβενζοσουλφονικό οξύ και παρααιθυλοβενζοσουλφονικό οξύ[9]:

PhCH2CH3+H2SO423oC6H4(CH2CH3)SO3H+13πC6H4(CH2CH3)SO3H+H2O

Αλογόνωση

Με αλογόνωση παράγει ορθοαιθυλαλοβενζόλιο και παρααιθυλαλοβενζόλιο[9]:

PhCH2CH3+X2AlX323oC6H4(CH2CH3)X+13πC6H4(CH2CH3)X+HX

  • όπου Χ Cl ή Br. Τα άλλα φαινυλαλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση ΚI ή Hg2F2, αντίστοιχα.
  • Ειδικά για το βρώμιο καλύτερος καταλύτης είναι ο FeBr3.
  • Αν χρησιμοποιηθεί φωτοχημική αλογόνωση παράγεται κυρίως PhCHXCH3.

Αλκυλίωση

Με αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγονται ορθοαιθυλαλκυλοβενζόλιο και παρααιθυλαλκυλοβενζόλιο[9]:

PhCH2CH3+RXAlX323oC6H4(CH2CH3)R+13πC6H4(CH2CH3)R+HX

Ακυλίωση

Με ακυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγονται ορθοαιθυλακυλοβενζόλιο και παρααιθυλακυλοβενζόλιο[9]:

PhCH2CH3+RCOXAlX323oC6H4(CH2CH3)COR+13πC6H4(CH2CH3)COR+HX

Υδροξυλίωση

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγονται ορθοαιθυλοφαινόλη και παρααιθυλοφαινόλη[9]:

PhCH2CH3+XOHAlX323oC6H4(CH2CH3)OH+13πC6H4(CH2CH3)OH+HX

Αμίνωση

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts παράγονται ορθοαιθυλανιλίνη και παρααιθυλανιλίνη[9]:

PhCH2CH3+NH2XAlX323oC6H4(CH2CH3)NH2+13πC6H4(CH2CH3)NH2+HX

Καρβοξυλίωση

Με καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγονται ορθοαιθυλοβενζοϊκό οξύ και παρααιθυλοβενζοϊκό οξύ[9]:

PhCH2CH3+XCOOHAlX323oC6H4(CH2CH3)COOH+23oC6H4(CH2CH3)COOH+HX

Υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση παράγεται αιθυλοκυκλεξάνιο[10]:

PhCH2CH3+3H2Pt

Οζονόλυση

Με οζονόλυση παράγονται αιθανοδιάλη και 2-οξοβουτανάλη[11]:

PhCH2CH3+2O3Zn+CH3CH2COCHO+2HCOCHO

Οξείδωση

Με οξείδωση με KMnO4 παράγεται ακετοφαινόνη[11]:

3PhCH2CH3+4KMnO4+2H2SO43PhCOCH3+2MnO2+2K2SO4+5H2O

Αλομεθυλίωση

Με αλομεθυλίωση κατά Blanc παράγονται ορθοαιθυλοαλομεθυλοβενζόλιο και παρααιθυλοαλομεθυλοβενζόλιο[12]::

PhCH2CH3+HCHO+HXZnX223oC6H4(CH2CH3)CH2X+13πC6H4(CH2CH3)CH2X+H2O

Επίδραση καρβενίων

Με μεθυλένιο παράγονται όλα τα αιθυλομεθυλοβενζόλια, προπυλοβενζόλιο, ισοπροπυλοβενζόλιο,1-αιθυλοκυκλοεπτατριένιο, 2-αιθυλοκυκλοεπτατριένιο και 3-αιθυλοκυκλοεπτατριένιο.

PhCH2CH3+CH3X+KOH516EtC6H4Me+18PhiPr+316PhPr+38C7H7Et+KX+H2O

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και γι' αυτό επικρατεί η αναλογία που προκύπτει από την αναλογία των ατόμων υδρογόνου: 10 συνολικά άτομα: 5 στο Et και 5 στο βενζολικό δακτύλιο. Με παρεμβολή στους 6 αρωματικούς δεσμούς σχηματίζονται 3 ισομερή αιθυλοκυκλοεπτατριένια.

Αναφορές και σημειώσεις

  1. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  2. Δεσμός 6 κέντρων και 6 ηλεκτρονίων
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982,σελ. 359, §16.4.3.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 359, §16.4.5.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 ,σελ. 359, §16.4.6α.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 ,σελ. 359, §16.4.6β.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 ,σελ. 152, §6.2.6β.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 152, §6.7.6α, R = CH3, R' = Ph.
  9. 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 9,6 9,7 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.1.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.2.
  11. 11,0 11,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.3.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.5.

Πηγές

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

Πρότυπο:Υδρογονάνθρακες