Ιωδοπροπαδιένιο

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Πρότυπο:Πληροφορίες χημικής ένωσης

Το προπαδιενυλοϊωδίδιο[1] ή ϊωδοπροπαδιένιο ή ϊωδοαλλένιο είναι η χημική ένωση με χημικό τύπο C3H3I και σύντομο συντακτικό CH2=C=CHI. Ανήκει στα αλκαδιενυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα με δύο (2) διπλούς δεσμούς, οργανομονοαλογονίδια. Τα δυο (3) άτομα άνθρακα του αλλένικού δεσμού[2] βρίσκονται σε υβριδισμό sp2-sp-sp2. Έχει τα ακόλουθα τέσσερα (4) ισομερή θέσης:

  1. Προπινυλοϊωδίδιο-1 ή 1-ιωδοπροπίνιο.
  2. Προπινυλοϊωδίδιο-3 ή 3-ιωδοπροπίνιο.
  3. Κυκλοπροπυλενοϊωδίδιο-1 ή 1-ιωδοκυκλοπροπένιο.
  4. Κυκλοπροπυλενοϊωδίδιο-3 ή 3-ιωδοκυκλοπροπένιο.

Μοριακή δομή

Δεσμοί
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp2-1s 99 pm 3% C- H+
C=C σ 2sp2-2sp 127 pm
π 2py-2py
π 2pz-2pz
C-I σ 2sp2-5sp3 203,2 pm 5‰ C+ I-

Παραγωγή

Με επίδραση ιωδιούχου νατρίου (NaI) σε προπαδιενυλοχλωρίδιο (CH2=C=CHCl) προς προπαδιενυλοϊωδίδιο[3]:

CH2=C=CHCl+NaICH2=C=CHI+NaCl

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

  • Επειδή έχει δύο (2) διπλούς δεσμούς, υπάρχει η δυνατότητα για δύο (2) αντιδράσεις προσθήκης.
  • Παρέχει δυνατότητες υποκατάστασης με το αλογόνο του, το οποίο είναι και το καλύτερο για τέτοιες αντιδράσεις.

Αντιδράσεις προσθήκης

Ενυδάτωση

1. Επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση). Παράγεται προπεν-2-άλη[4]:

CH2=C=CHI+H2Oπ.H2SO4CH2=CHCH(I)OHHICH2=C=CHOHCH2=CHCHO

2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται τρι(1-(ιωδομεθυλο)αιθενυλο)βοράνιο, μετά 3-ιωδοπροπενόλη-2 και τέλος ϊωδοπροπανόνη[5]:

3CH2=C=CHI+BH3[CH2=C(CH2I)]3BH3BO3+3H2O23CH2=C(OH)CH2I3CH3COCH2I

3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο και έπειτα αναγωγή. Παράγεται τελικά προπεν-2-άλη

CH2=C=CHI+(CH3COO)2Hg+H2OCH3COOHEt2OCH2=C[CH(I)OH]HgOOCCH3+NaBH4+NaOHCH2=CHCHO+HI+Hg+CH3COONa+Na[BH3OH]

4. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Prins με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε προπαδιενυλοϊωδίδιο απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει 2-ιωδοβουταδιεν-2,3-όλη-1:

CH2=C=CHI+HCHOH2SO4CH2=C=CICH2OH

Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε προπαδιενυλοϊωδίδιο παράγεται τελικά 2-αλοπροπεν-2-άλη[6]:

CH2=C=CHI+HOXCH2=CXCH(I)OHCH2=CXCHO+HI

  • Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

2H2O+X22HOX

  • Ενδιάμεσα παράγεται 2-αλο-1-ιωδοπροπεν-2-όλη-1 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε 2-αλοπροπεν-2-άλη.

Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση προπαδιενυλοϊωδίδιου σχηματίζεται αρχικά αλλυλορθορίδιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδρογόνου) προπυλοϊωδίδιο[7]:

CH2=C=CHI+H2Niη´Pdη´PtCH2=CHCH2I+H2Niη´Pdη´PtCH3CH2CH2I

Αλογόνωση

Με προσθήκη αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε προπαδιενυλοϊωδίδιο έχουμε προσθήκη στους διπλούς δεσμούς. Παράγεται αρχικά 2,3-διαλο-1-ιωδοπροπένιο και στη συνέχεια, με περίσσεια αλογόνου, 1-ιωδο-1,2,2,3-τετρααλοπροπάνιο. Π.χ.[8]:

CH2=C=CHI+X2CCl4CH2=CXCHXI+X2CCl4XCH2CX2CHXI

Υδραλογόνωση

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε προπαδιενυλοϊωδίδιο παράγεται αρχικά 1-αλο-1-ιωδοπροπένιο και στη συνέχεια, με περίσσεια υδραλογόνου, 1,2-διαλο-1-ιωδοπροπάνιο[9]:

CH2=C=CHI+HXCH2=CHCHXI+HXCH3CHXCHXI

Υδροκυάνωση

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε προπαδιενυλοϊωδίδιο παράγεται 2-ιωδοβουτεν-3-νιτρίλιο:

CH2=C=CHI+HCNCH2=CHCH(I)CN

Καταλυτική φορμυλίωση

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε προπαδιένιο παράγεται 2-ιωδοβουτεν-3-άλη ή (ϊωδομεθυλο)προπεν-2-άλη. Π.χ.:

CH2=C=CHI+CO+H210100atm,40oC100oCCoη´RhxCH2=CHCHICHO+(1x)CH2=C(CH2I)CHO

  • Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
  • Όπου x[0,1]. Εξαρτάται από την επιλογή του καταλύτη. Οι σχετικά ογκώδεις καταλύτες ευνοούν το δεύτερο παραγωγο.

Διυδροξυλίωση

Η διυδροξυλίωση προπαδιενυλοϊωδιδίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2[10]:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει οξοπροπανάλη:

5CH2=C=CHI+4KMnO4+2H2SO45CH3COCHO+4MnO+2K2SO4+2H2O+5HI

2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου. Παράγει οξοπροπανάλη:

CH2=C=CHI+H2O2RCOOHCH2=C(OH)CH(I)OHCH3COCHO+HI

3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει οξοπροπανάλη:

CH2=C=CHI+OsO4+2H2O+2KOHCH3COCHO+HI+K2[OsO2(OH)4]

4. Μέθοδος Woodward. Παράγει οξοπροπανάλη:

CH2=C=CHI+2RCOOAg+I2CH3COCHO+HI+2AgI+2RCOOH

  • Ενδιάμεσα των μεθόδων 1-4 παράγεται 1-ιωδοπροπεν-2-διόλη-1,2 (ασταθής ενόλη) που αφυδροϊωδιώνεται και ισομερειώνεται σε οξοπροπανάλη.

5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε αιθένιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Prins. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 4-υδροξυ-3-ιωδοβουτανόνη:

CH2=C=CHI+HCHO+H2OH2SO4CH2=C(OH)CHICH2OHCH3COCHICH2OH

Οζονόλυση

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε προπαδιενυλοϊωδίδιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε μεθανάλη, μεθανοϋλοϊωδίδιο και διοξείδιο του άνθρακα[11]:

CH2=C=CHI+43O3ZnH2OHCHO+CO2+HCOI

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγεται τελικά διοξείδιο του άνθρακα και μεθανοϋλοϊωδίδιο[12]:

CH2=C=CH2+4KMnO4+2H2SO42CO2+HCOI+4MnO2+2K2SO4+2H2O

CH2=C=CHI+2KMnO4+H2SO4HCOOH+HCOI+CO2+2MnO2+K2SO4+H2O

Αντιδράσεις υποκατάστασης

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) αρχικά προς προπαδιενόλη και τελικά προς προπεν-2-άλη[3]:

CH2=C=CHI+NaOHNaICH2=C=CHOHCH2=CHCHO

Παραγωγή αιθέρα

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλοοπροπαδιενυλοαιθέρα[3]:

CH2=C=CHI+RONaCH2=C=CHOR+NaI

Παραγωγή αλκαδιενίνιου

Με αλκινικά άλατα (RC?CNa) προς αλκαδιενίνιο. Π.χ.[3]:

CH2=C=CHI+RCCNaRCCCH=C=CH2+NaI

Παραγωγή εστέρα

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβονικό προαπδιενυλοεστέρα[3]:

CH2=C=CHI+RCOONaRCOOCH=C=CH2+NaI

Παραγωγή νιτριλίου

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς βουταδιενονιτρίλιο [3]:

CH2=C=CHI+NaCNCH2=C=CHCN+NaI

Παραγωγή αλκαδιένιου

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκάνιο[3]:

CH2=C=CHI+RLiRCH=C=CH2+LiI

Παραγωγή θειάλης

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) αρχικά προς προπαδιενοθειόλη και τελικά προς προπεν-2-θειάλη [3]:

CH2=C=CHI+NaSHNaICH2=C=CHSHCH2=CHCHS

Παραγωγή θειαιθέρα

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλoπροπαδιενυλοθειαιθέρα [3]:

CH2=C=CHI+RSNaRSCH=C=CH2+NaI

Παραγωγή νιτροπαραγώγων

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς νιτροπροπαδιένιο [13]:

CH2=C=CHI+AgNO2CH2=C=CHNO2+AgI

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται προπαδιενυλολίθιο:

CH2=C=CHI+2Li|Et2O|CH2=C=CHLi+LiI

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)[14]:

CH2=C=CHI+Mg|Et2O|CH2=C=CHMgI

Παραγωγή φαινυλοπροπαδιενίου

Με προπαδιενυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται φαινυλοπροπαδιένιο:

PhH+CH2=C=CHIAlI3PhCH=C=CH2+HI

Αντιδράσεις απόσπασης

Η δυνατότητα απόσπασης υδροϊωδίου υπάρχει μόνο για την παραγωγή προπαδιενυλοκαρβένιου (CH2=C=C:), που παρεμβάλλεται σε δεσμούς C-Η και πολλαπλούς δεσμούς. Π.χ. με μεθάνιο (CH4) παράγεται βουταδιένιο-1,2:

CH4+CH2=C=CHI+KOHCH3CH=C=CH2+KI+H2O

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

Παραπομπές και σημειώσεις

  1. Οι αριθμοί θέσης 1,2 για τους διπλούς δεσμούς και 1 για το ιώδιο παραλείπονται, γιατί εννοούνται.
  2. Δύο συνεχόμενοι διπλοί δεσμοί
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.2.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.1.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.10.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH2=C=CH, X = I.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH2=C=CH, X = I.

Πρότυπο:Αλκαδιενυλοαλογονίδια