Μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Πρότυπο:Πληροφορίες χημικής ένωσης

Ο μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας ή μεθοξυφθορομεθάνιο ή FMM (FluoroMethoxyMethane) είναι ένας αλαλκυλαλκυλαιθέρας, δηλαδή ένας μονοαλογονούχος άκυκλος κορεσμένος μονοαιθέρας. Ο σύντομος συντακτικός τύπος του είναι: CH3OCH2F. Με βάση το χημικό τύπο του, C2H5OF, έχει τα ακόλουθα δύο (2) ισομερή θέσης:

  1. 1-φθοραιθανόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH(F)OH, ασταθής αλαλκανόλη που αυτοϋδροφθοριώνεται παράγοντας αιθανάλη.
  2. 2-φθοραιθανόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο FCH2CH2OH.

Μοριακή δομή

Δεσμοί[1]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C-C σ 2sp3-2sp3 154 pm
C-O σ 2sp3-2sp3 150 pm 19% C+ O-
C-F σ 2sp3-2sp3 139 pm 43% C+ F-
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
F -0,43
O -0,38
Η (C-H) +0,03
C#1' +0,10
C#1 +0,56

Παραγωγή

Από μεθυλο(χλωρομεθυλ)αιθέρα

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε μεθυλο(χλωρομεθυλ)αιθέρα (CH3OCH2Cl)[2]:

2CH3OCH2Cl+Hg2F22CH3OCH2F+Hg2Cl2

Φθορομεθυλίωση μεθανολικού άλατος

Εναλλακτικά μπορεί να παραχθεί με φθορομεθυλίωση μεθανολικού άλατος (π.χ. CH3ONa) με φθορομεθυλαλογονίδιο, συνήθως ιωδοφθορομεθάνιο[3]:

CH3OH+Na12H2CH3ONa+CH2FICH3OCH2F+NaI

Με φωτοχημική φθορίωση διμεθυλαιθέρα

Με φωτοχημική φθορίωση διμεθυλαιθέρα[4]:

CH3OCH3+F2UVCH3OCH2F+HF

  • Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυφθοροπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας διμεθυλαιθέρα.

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Αντιδράσεις ως αιθέρας

Αυτοξείδωση

Υπό την επίδραση φωτός (hv) και ατμοσφαιρικού οξυγόνου σχηματίζει ασταθή και εκρηκτικά υπεροξείδια[5]:

CH3OCH2F+O2hvFCH2OCH2O2H

Επίδραση οξέων

Με τη επίδραση οξέων, κλασσικών ή κατά Lewis, παράγει διάφορα οξώνια, δηλαδή ασταθή και πολύ δραστικά παράγωγα του τετρασθενή O+[6]:

CH3OCH2F+H+[(FCH2)(CH3)OH]+
CH3OCH2F+BF3[FCH2OCH3][BF3]+RF[(FCH2)(CH3)OR][BF4]

Θειικό διμεθύλιο

Μια από τις κύριες εφαρμογές του μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρα και της δράσης του ως βάσης κατά Lewis είναι η παραγωγή θειικού μεθυλο(φθορομεθυλ)ίου [CH3SO4CH2F][7][8]:

CH3OCH2F+SO3CH3SO4CH2F

Αιθανικό οξύ

Μια από τις κύριες εφαρμογές του μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρα και της δράσης του ως βάσης κατά Lewis είναι η παραγωγή μίγματος αιθανικού οξέος και φθοραιθανικού οξέος[7]:

CH3OCH2F+2CO+H2OCH3COOH+FCH2COOH

Υδρόλυση

1. Με επίδραση νερού, σε όξινο περιβάλλον, υδρολύεται προς μεθανόλη και μεθανάλη [9]:

CH3OCH2F+H2OH+CH3OH+HCHO+HF

2. Με επίδραση ψυχρού υδροϊωδίου (HI) παράγεται μίγμα μεθανόλης,ιωδοφθορομεθανίου, μεθάλης και ιωδομεθανίου:

2CH3OCH2F+2HICH2FI+CH3OH+HCHO+CH3I+HF

3. Με επίδραση θερμού υδροϊωδίου (HI) παράγεται μεθυλοϊωδίδιο, διιωδομεθάνιο και νερό:

CH3OCH3+3HICH3I+CH2I2+HF+H2O

Αντιδράσεις του φθορίου

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) προς μεθοξυμεθανόλη (CH3OCH2OH)[10]:

CH3OCH2F+NaOHCH3OCH2OH+NaF

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκοξυμεθοξυμεθάνιο (CH3OCH2OR)[10]:

CH3OCH2F+RONaCH3OCH2OR+NaF

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς 1-αλκοξυαλκίνιο-1 (RC≡CCH2OCH3). Π.χ.[10]:

CH3OCH2F+RCCNaRCCCH2OCH3+NaF

Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβονικό μεθοξυμεθυλεστέρα (RCOOCH2ΟCH3)[10]:

CH3OCH2F+RCOONaRCOOCH2OCH3+NaF

Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς μεθοξυαιθανονιτρίλιο (CH3OCH2CN)[10]:

CH3OCH2F+NaCNCH3OCH2CN+NaF

Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς μεθοξυαλκάνιο[10]:

CH3OCH2F+RLiCH3OCH2R+LiF

Υποκατάσταση από σουλφυδρύλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς μεθοξυμεθανοθειόλη (CH3ΟCH2SH)[10]:

CH3OCH2F+NaSHCH3OCH2SH+NaF

Υποκατάσταση από αλκυλοσουλφύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλοθειομεθοξυμεθάνιο (CH3OCH2SR)[10]:

CH3OCH2F+RSNaCH3OCH2SR+NaF

Υποκατάσταση από ιώδιο

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) προς (ιωδομεθυλο)μεθυλαιθέρα (CH3ΟCH2I)[10]:

CH3OCH2F+NaICH3OCH2I+NaF

Υποκατάσταση από αμινομάδα

1. Με αμμωνία (NH3) προς μεθοξυμεθαναμίνη (CH3OCH2NH2)[10]:

CH3OCH2F+NH3CH3OCH2NH2+HF

2. Με πρωτοταγή αμίνη (RNH2) προς N-αλκυλομεθοξυμεθαναμίνη (CH3OCH2NHR)[10]:

CH3OCH2F+RNH2CH3OCH2NHR+HF

3. Με δευτεροταγή αμίνη (RNHR) προς N,N-διαλκυλομεθοξυμεθαναμίνη (CH3OCH2NR2)[10]:

CH3OCH2F+RNHRCH3OCH2NR2+HF

  • όπου R εδώ όχι απαραίτητα ίδια.

Υποκατάσταση από νιτρομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς μεθοξυνιτρομεθάνιο (CH3ΟCH2NO2)[11]:

CH3OCH2F+AgNO2CH3OCH2NO2+AgF

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται μεθοξυμεθυλολίθιο:

CH3OCH2F+2Li|Et2O|CH3OCH2Li+LiF

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)[12]:

CH3OCH2F+Mg|Et2O|CH3OCH2MgF

Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται μεθοξυφαινυλομεθάνιο:

PhH+CH3OCH2FAlF3CH3OCH2Ph+HF

Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4)[13]:

4CH3OCH2F+LiAlH44CH3OCH3+LiF+AlF3

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ[14]:

CH3OCH2F+Zn+HClCH3OCH3+ZnClF

Επίδραση καρβενίων

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγεται αιθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας και 1-μεθοξυ-1-φθορομεθάνιο[15]:

CH3OCH2F+CH3Cl+KOH35CH3CH2OCH2F+25CH3OCHFCH3+KCl+H2O

Αναφορές και σημειώσεις

  1. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of the Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  2. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.198, §8.3.1.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.2, R = CH3OCH2, X = F.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.200, §8.5.1.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.200, §8.5.2.
  7. 7,0 7,1 Manfred Müller, Ute Hübsch, “Dimethyl Ether” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.
  8. demeon.com, Akzo Nobel DME
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.201, §8.5.3.
  10. 10,00 10,01 10,02 10,03 10,04 10,05 10,06 10,07 10,08 10,09 10,10 10,11 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH3ΟCH2, X = F.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH3OCH2, X = F.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α, R = CH3OCH2, X = F.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β, R = CH3OCH2, X = F.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3, R = CH3OCHF και R = CH2OCH2F.

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.


Πρότυπο:Αιθέρες