Φθοραιθίνιο

Το φθοροαιθίνιο είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και φθόριο, με χημικό τύπο C2HF, αλλά συχνά αποδίδεται με το σύντομο συντακτικό τύπο HC≡CF. Ανήκει στα αλαλκίνια, δηλαδή στους άκυκλους με έναν τριπλό δεσμό αλυδρογονάνθρακες. Τα δυο (2) άτομα άνθρακα, που περιέχει, βρίσκονται σε υβριδισμό sp και συνδέονται με τριπλό δεσμό, δηλαδή ένα (1) σ και δύο (2) π.

 Με απόσπαση δύο μορίων υδραλογόνου από 1,1-διαλο-1-φθοροαιθάνιο ή 1,2-διαλο-1-φθοροαιθάνιο ή και 1,1-διαλο-2-φθοροαιθάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), με καλύτερα αποτελέσματα αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο, παράγεται φθοραιθίνιο.: Με απόσπαση δύο μορίων αλογόνου από 1,1,2,2-τετρααλο-1-φθοροαιθάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται αιθινυλοφθορίδιο. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο παράγεται φθοραιθίνιο: Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε χλωραιθίνιο παράγεται φθοραιθίνιο: Παρέχει δυνατότητες προσθήκης στο τριπλό του δεσμό, όσο και υποκατάστασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το χειρότερο για τέτοιες αντιδράσεις. Ενυδάτωση Με επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση) σε φθοραιθίνιο, παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg), παράγεται ακετυλοφθορίδιο (CH3COF) : Ενδιάμεσα παράγεται 1-φθοροαιθενόλη (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται προς ακετυλοφθορίδιο. Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε φθοραιθίνιο παράγεται αλαιθανοϋλοφθορίδιο: Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση: Ενδιάμεσα παράγεται αλαιθενόλη (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε αλαιθανοϋλοφθορίδιο. Καταλυτική υδρογόνωση Με καταλυτική υδρογόνωση φθοραιθίνιου σχηματίζεται αρχικά φθοραιθένιο, και στη συνέχεια, με περίσσεια υδρογόνου φθοραιθάνιο.: Αλογόνωση Με επίδραση αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε φθοραιθίνιο έχουμε προσθήκη στον τριπλό δεσμό. Παράγεται αρχικά 1,2-διαλο-1-φθοροαιθένιο, και στη συνέχεια, με περίσσεια αλογόνου, 1,1,2,2-τετρααλο-1-φθοροαιθάνιο.: Υδραλογόνωση Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε φθοραιθίνιο παράγεται αρχικά 1-αλο-1-φθοροαιθένιο και στη συνέχεια, με περίσσεια υδραλογόνου, 1,1-διαλο-1-φθοροαιθάνιο.: Υδροκυάνωση Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε φθοραιθίνιο παράγεται 2-φθοροπροπενονιτρίλιο: Προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα 1. Με προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και νερού (H2O) σε φθοραιθίνιο, παράγεται 2-φθοροπροπενικό οξύ: 2. Με προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και αλκοόλης (ROH) σε φθοραιθίνιο, παράγεται 2-φθοροπροπενικός αλκυλεστέρας: Διυδροξυλίωση Η διυδροξυλίωση αιθινυλοφθορίδιου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2 και παράγει υδροξυαιθανοϋλοφθορίδιο Μπορεί να γίνει με τους παρακάτω δυο τρόπους: 1. Με επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) σε φθοραιθίνιο: 2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου σε φθοραιθίνιο: Ενδιάμεσα παράγεται 1-φθορο-1,2-αιθενοδιόλη (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε υδροξυαιθανοϋλοφθορίδιο. Προσθήκη αλκοολών Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε φθοραιθίνιο παράγεται 1-αλκοξυ-1-φθοραιθάνιο: Προσθήκη καρβονικών οξέων Με επίδραση καρβονικών οξέων (RCOOH) σε φθοραιθίνιο παράγεται αλκυλοκαρβοξυλικός (1΄-φθοροαιθενυλ)εστέρας: Οζονόλυση Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε φθοραιθίνιο, παράγεται αρχικά ασταθές οζονίδιο, που τελικά διασπάται σε φορμυλομεθανοϋλοφθορίδιο: Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) σε φθοραιθίνιο παράγεται φθοροφορμυλομεθανικό οξύ: Επίδραση καρβονυλικών ενώσεων Με επίδραση καρβονυλικής ένωσης (RCOR') παράγεται φθοραιθινυλοαλκοόλη: όπου R,R' μπορεί να είναι και υδρογόνα. Πολυμερισμός Τα προϊόντα πολυμερισμού του φθοραιθινίου ποικίλλουν ανάλογα με τις συνθήκες, που περιλαμβάνουν και την παρουσία (διαφορετικών κατά περίπτωση) καταλυτών:1. Το φθοραιθίνιο διμερίζεται σχηματίζοντας 2,4-διφθοροβουτενίνιο, παρουσία χλωριούχου υποχαλκού (Cu2Cl2): 2. Το φθοραιθίνιο διμερίζεται σχηματίζοντας διφθοροβουταδιίνιο, παρουσία οξειδωτικών μέσων, όπως τα ιόντα δισθενούς χαλκού (Cu2+). Αποσπούνται δύο πρωτόνια: 3. Το φθοραιθίνιο τριμερίζεται σχηματίζοντας 1,3,5-τριφθοροβενζόλιο, παρουσία σιδήρου: 4. Το φθοραιθίνιο τετραμερίζεται σχηματίζοντας 1,3,5,7-τετραφθοροκυκλοοκτατετραένιο, παρουσία κυανιούχου νικελίου [Ni(CN)2], ανθρακασβέστιου (CaC2) και τετραϋδροφουρανίου (THF), σε θερμοκρασία 60°C και υπό πίεση 15 bar: Υποκατάσταση φθορίου από υδροξύλιο Με υδρόλυση φθοραιθινίου με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) σχηματίζεται τελικά αιθενόνη (CH2=C=O): Ενδιάμεσα παράγεται αιθινόλη (ασταθής ινόλη) που ισομερειώνεται προς αιθενόνη. Παραγωγή αιθέρα Με επίδραση αλκοολικού άλατος (RONa) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αιθινυλοαλκυλοαιθέρας (HC≡COR): Παραγωγή αλκαδιινίου Με επίδραση αλκινικού άλατος (RC≡CNa) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αλαλκαδιίνιο (RC≡CC≡CH). Π.χ.: Παραγωγή εστέρα Με επίδραση καρβοξυλικού άλατος (RCOONa) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται καρβονικό αιθινυλεστέρα (RCOOC≡CH): Παραγωγή νιτριλίου Με επίδραση κυανιούχου νατρίου (NaCN) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται προπινονιτρίλιο (ΗC≡CCN): Παραγωγή αλκινίου Με επίδραση αλκυλολιθίου (RLi) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αλκίνιο: Παραγωγή θειάλης Με επίδραση όξινιου θειούχου νατρίου (NaSH) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αιθενοθειόνη (CH2=C=S): Αρχικά παράγεται αιθινοθειόλη που ισομερειώνεται προς αιθενοθειόνη. Παραγωγή θειαιθέρα Με επίδραση θειολικού νατρίου (RSNa) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αιθινυλοαλκυλοθειαιθέρας (RSC≡CH): Παραγωγή αιθινυλιωδιδίου Με επίδραση ιωδιούχου νατρίου (NaI) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται ιωδαιθίνιο (HC≡CI): Παραγωγή νιτροπαραγώγων Με επίδραση νιτρώδους αργύρου (AgNO2) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται νιτροαιθίνιο (ΗC≡CNO2): Παραγωγή αιθινυλοβενζολίου Με αιθινυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται αιθινυλοβενζόλιο: Τα καρβένια, όπως το μεθυλένιο, δίνουν αντιδράσεις παρεμβολής στους δεσμούς C-Η ή και σχηματισμού κυκλοπροπενικού δακτυλίου με αντίδραση προσθήκης τους στον τριπλό δεσμό. Έτσι, με επίδραση μεθυλενίου σε φθοραιθίνιο σχηματίζονται (κυρίως) 1-φθοροπροπίνιο και 1-φθοροκυκλοπροπένιο: Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:1. Παρεμβολή ον έναν (1) δεσμό C-H: Προκύπτει 1-φθοροπροπίνιο, ένα φθοροαλκίνιο. 2. Προσθήκη στον έναν (1) τριπλό δεσμό: Προκύπτει 1-φθοροκυκλοπροπένιο, ένα φθοροκυκλοαλκένιο.Προκύπτει επομένως μίγμα 1-φθοροπροπίνιου ~50% και 1-φθοροκυκλοπροπενιου ~50%. Με τη χρήση μεθυλενοδιιωδιδίου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι: 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