Ιωδαιθένιο

Το βινυλιωδίδιο ή ιωδαιθένιο ή ιωδαιθυλένιο είναι η χημική ένωση με χημικό τύπο C2H3I και σύντομο συντακτικό CH2=CHI. Ανήκει στα αλκενυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα μονοακόρεστα, δηλαδή με ένα διπλό δεσμό, οργανομονοαλογονίδια. Η κύρια χρήση του είναι να πολυμερίζεται, για την παραγωγή πολυβινυλοϊωδίδιου, και η παραγωγή διάφορων παραγώγων του.

Ονοματολογία 

Η ονομασία «ιωδαιθένιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα: Η ονομασία διαιρείται σε δύο (2) κύρια τμήματα: Το δεξί αναφέρεται στη δομή της «κύριας ανθρακικής» αλυσίδας που φέρει την «κύρια χαρακτητιστική ομάδα», εφόσον υπάρχει και προβλέπεται γι' αυτήν χαρακτηριστική κατάληξη, ενώ το αριστερό στους «υποκαταστάτες» (δηλαδή τυχόν «δευτερεύουσες χαρακτηριστικές ομάδες» ή και κύριες χαρακτηριστικές ομάδες για τις οποίες δεν έχουν προβλεδθεί χαρακτηριστικές καταλήξεις) ή και τις «διακλαδώσεις» (δηλαδή τυχόν δευτερεύουσες ανθρακικές αλυσίδες). Στη συγκεκριμένη ένωση, υπάρχει το αρχικό πρόθεμα «ιωδ(ο)-» που δηλώνει την ύπαρξη ενός (1) ατόμου ιωδίου ως κύριας χαρακτηριστικής ομάδας αλλά χωρίς προβλεπόμενη κατάληξη. Ως προς το τμήμα που αφορά την κύρια ανθρακική αλυσιδα ισχύουν τα ακόλουθα: το πρόθεμα «αιθ-» δηλώνει την παρουσία δύο (2) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-εν-» δείχνει την παρουσία ενός (1) διπλού δεσμού μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει κύρια χαρακτηριστική ομάδα και προβλεπόμενη χαρακτηριστική κατάληξη.

Μοριακή δομή

Παραγωγή

Από αιθίνιο 

Με μερική υδροϊωδίωση αιθινίου παράγεται βινυλοϊωδίδιο:

Από διιωδοαιθάνιο 

Με απόσπαση ενός ατόμου υδραλογόνου από 1,1-διιωδοαιθάνιο ή 1,2-διιωδοαιθάνιο παράγεται βινυλοϊωδίδιο:
ή

Με αφυδάτωση 2-ιωδοαιθανόλης 

Με ενδομοριακή αφυδάτωση 2-ιωδοαιθανόλης παράγεται βινυλοϊωδίδιο. Η αντίδραση ευνοείται σε σχετικά υψηηλές θερμοκρασίες, >150 °C:

Με απόσπαση αλογόνου 

Με απόσπαση ιωδίου (X2) από 1,1,2-τριωδοαιθάνιο παράγεται βινυλοϊωδίδιο. Τα άλλα αλογόνα δεν πρέπrι να είναι φθόριο ούτε χλώριο:

Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 

Με μερική καταλυτική υδρογόνωση ιωδοαιθινίου παράγεται βινυλοϊωδίδιο

Με υποκατάσταση σε βινυλοβρωμίδιο 

Με υποκατάσταση βρωμίου από ιώδιο σε βινυλοβρωμίδιο παράγεται βινυλοϊωδίδιο

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Επειδή έχει έναν (1) διπλό δεσμό, υπάρχει η δυνατότητα για μία (1) αντίδραση προσθήκης.
 Παρέχει δυνατότητες υποκατάστασης και απόσπασης 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 αιθανάλη:

 Αρχικά παράγεται 1-ιωδοαιθανόλη που αφυδροϊωδιώνεται παράγοντας αιθενόλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε αιθανάλη.
2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται τρι(2-ιωδοαιθυλο)βοράνιο και στη συνέχεια 2-ιωδοαιθανόλη:

 Προσθήκη διβορανίου έχει το ίδιο αποτέλεσμα.
3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο και έπειτα αναγωγή, αρχικά παράγεται 1-ιωδοαιθανόλη που αφυδροϊωδιώνεται παράγοντας αιθενόλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε αιθανάλη:

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

Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως 

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε βινυλοϊωδίδιο παράγεται αλαιθανάλη:

 Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

 Αρχικά παράγεται 2-αλο-1-ιωδοαιθανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 2-αλοαιθενόλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε αλοαιθανάλη.

Καταλυτική υδρογόνωση 

Με καταλυτική υδρογόνωση βινυλοϊωδιδίου σχηματίζεται αιθυλοϊωδίδιο. Π.χ.:

Αλογόνωση 

Με επίδραση αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε βινυλοϊωδίδιο έχουμε προσθήκη στο διπλό δεσμό. Παράγεται 1-ιωδο-1,2-διαλοαιθάνιο. Π.χ.:

Υδραλογόνωση 

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε  βινυλοϊωδίδιο  παράγεται 1-αλο-1-ιωδοαιθάνιο:

Υδροκυάνωση 

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε βινυλοϊωδίδιο παράγεται 2-ιωδοπροπανονιτρίλιο:

Καταλυτική φορμυλίωση 

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε βινυλοϊωδίδιο παράγεται μίγμα 2-ιωδοπροπανάλης και 3-ιωδοπροπανάλης. Π.χ.:

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

Διυδροξυλίωση 

Η διυδροξυλίωση προπενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2: 

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει υδροξυαιθανάλη:
 
2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου. Παράγει υδροξυαιθανάλη:

3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει υδροξυαιθανάλη:
 
4. Μέθοδος Woodward. Παράγει προπανοδιόλη-1,2:
 
 Στις μεθόδους 1-4 παράγεται αρχικά 1-ιωδοαιθανοδιόλη-1,2 που αφυδροϊωδιώνεται σχηματίζοντας αιθενοδιόλη-1,2 που με τη σειρά της ισομερειώνεται σε υδροξυαιθανάλη.
5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε βινυλοϊωδίδιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Prins. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 2-ιωδοπροπανοδιόλη-1,3:

Οζονόλυση 

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε προπένιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε μεθανάλη και φορμυλοϊωδίδιο:

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου 

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγονται μεθανικό οξύ και ιωδομεθανικό οξύ:

Πολυμερισμός 

Διακρίνονται τα ακόλουθα είδη πολυμερισμού βινυλοϊωδίδιο, που όλα παράγουν πολυβινυλοϊωδίδιο (PVI):
1. Κατιονικός. Π.χ.:
 
2.. Ελευθέρων ριζών. Π.χ.:
 
 Όπου v ο βαθμός πολυμερισμού.

Αντιδράσεις υποκατάστασης ιωδίου

Υποκατάσταση από υδροξύλιο 

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς αιθανάλη (CH3OH):

 Αρχικά σχηματίζεται αιθενόλη που ισομερειώνεται προς αιθανάλη.

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο 

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλβινυλυλαιθέρα (CH2=CHOR):

Υποκατάσταση από αλκινύλιο 

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς αλκενίνιο (RC≡CCH3). Π.χ.:

Υποκατάσταση από ακύλιο 

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβονικό βινυλεστέρα (RCOOCH=CH2):

Υποκατάσταση από κυάνιο 

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς προπενονιτρίλιο (CH2=CHCN):

Υποκατάσταση από αλκύλιο 

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκένιο:

Υποκατάσταση από σουλφυδρύλιο 

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς αιθανοθειάλη (CH3CHS):

 Αρχικά παράγεται αιθενοθειόλη που ισομερειώνεται προς αιθανοθειάλη.

Υποκατάσταση από αλκυλοσουλφύλιο 

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλβινυλοθειαιθέρα (RSCH=CH2):

Υποκατάσταση από φωσφύλιο 

Με φωσφίνη (PH3) προς βινυλοφωσφίνη (CH2=CHPH2):

Υποκατάσταση από νιτροομάδα 

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς νιτροαιθένιο (CH2=CHNO2):

Υποκατάσταση από φαινύλιο 

Με βινυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου πσράγεται στυρόλιο:

Υποκατάσταση από μέταλλα 

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται βινυλολίθιο:

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard):

Απόσπαση του υδροϊωδίου 

Με επίδραση διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) σε αλκοόλη αφυδροϊωδιώνεται προς αιθίνιο:

Παραπομπές και σημειώσεις

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

Αλκενυλαλογονίδια
Οργανικές ενώσεις ιωδίου