1-βρωμοπροπάνιο

Το 1-βρωμοπροπάνιο ή προπυλοβρωμίδιο είναι μια χημική ένωση με χημικό τύπο C3H7Br. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκυλαλογονιδίων. Στην εμφάνιση είναι ένα άχρωμο υγρό, στις συνηθισμένες συνθήκες (T = 25 °C, P = 1 atm). Έχει ένα (1) μόνο ισομερές θέσης, το 2-βρωμοπροπάνιο. Είναι ένας οργανικός διαλύτης που χρησιμοποιήθηκε για τον καθαρισμό μεταλλικών επιφανειών και για την απομάκρυνση υπολειμμάτων συγκόλλησης από ηλεκτρονικά κυκλώματα και ως διαλύτης συγκολλητικών ουαιών. Έχει μια χαρακτηριστική οσμή υδρογονάνθρακα. Ωστόσο, αποτελεί ένα υλικό για το οποίο δεν έχει ερευνηθεί αρκετά η δυνατότητα χρήσης του σε διάφορους τομείς. Έχει περιγραφεί ως ένας «πτητικός οργανικός αναστολέας διάβρωσης» (VOC inhibitor).

Ονοματολογία 

Η ονομασία «1-βρωμοπροπάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει χαρακτηριστικές ομάδες που έχουν χαρακτηριστικές καταλήξεις. Το αρχικό πρόθεμα «βρωμο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου βρωμίου ανά μόριο της ένωσης. Τέλος, ο αριθμός θέσης «1-» δηλώνει ότι το άτομο του βρωμίου ενώνεται το ακραίο (#1) άτομο άνθρακα της ανθρακικής του αλυσίδας.

Μοριακή δομή

Παραγωγή

Με φωτοχημική βρωμίωση 

Με φωτοχημική βρωμίωση προπανίου παράγεται μίγμα των δύο ισομερών βρωμοπροπανίων:

 Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυβρωμοπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας προπανίου.
 Η αναφερόμενη στοιχειομετρική αναλογία παραγωγής βρωμοπροπανίων δεν συνυπολογίζει τα συμπαραγόμενα πολυβρωμοπαράγωγα. 
 Η μέθοδος δεν είναι χρήσιμη αν επιθυμείται το ένα μόνο ισομερές, αφού είναι σχετικά δύσκολος ο διαχωρισμός τους.

Υποκατάσταση υδροξυλίου από βρώμιο 

1. Με επίδραση υδροβρωμίου (HCl) σε 1-προπανόλη:

2. Η υποκατάσταση του OH από Br στην 1-προπανόλη μπορεί να γίνει και με βρωμιωτικά μέσα. Με τριβρωμιούχο φωσφόρο (PCl3):

Προσθήκη βρωμομεθανίου σε αιθένιο 

Με προσθήκη βρωμομεθανίου σε αιθένιο παράγεται 1-βρωμοπροπάνιο:

Προσθήκη υδροβρωμίου σε κυκλοπροπάνιο 

Με προσθήκη υδροβρωμίου σε κυκλοπροπάνιο παράγεται 1-βρωμοπροπάνιο:

Με αποικοδόμηση τύπου Hunsdiecker 

Με επίδραση βρωμίου σε βουτανικό άργυρο παράγεται 1-βρωμοπροπάνιο - Αντίδραση Hunsdiecker:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Αντιδράσεις υποκατάστασης 

 Οι αντιδράσεις είναι πιο γρήγορες σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων, πλην του ιωδίου.

Υποκατάσταση από υδροξύλιο 

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται  προπανόλη-1 (CH3CH2CH2OH):

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο 

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκυλοπροπυλαιθέρα (CH3CH2CH2OR):

Υποκατάσταση από αλκινύλιο 

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο-4 (RC≡CCH2CH2CH3). Π.χ.:

Υποκατάσταση από ακύλιο 

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό προπυλεστέρα (RCOOCH2CH2CH3):

Υποκατάσταση από κυάνιο 

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει βουτανονιτρίλιο (CH3CH2CH2CN):

Υποκατάσταση από αλκύλιο 

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο 

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει προπανοθειόλη-1 (CH3CH2SH):

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο 

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλπροπυλθειαιθέρα (RSCH2CH2CH3):

Υποκατάσταση από ιώδιο 

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει 1-ιωδοπροπάνιο (CH3CH2CH2I):

Υποκατάσταση από φθόριο 

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε 1-βρωμοπροπάνιο (CH3CH2Br) παράγεται 1-φθοροπροπάνιο:

Υποκατάσταση από αμινομάδα 

Με αμμωνία (NH3) σχηματίζει προπαναμίνη-1 (CH3CH2CH2NH2):

Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα 

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) σχηματίζει αλκυλοπροπυλαμίνη (RNHCH2CH2CH3):

Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα 

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει διαλκυλοπροπυλαμίνη [R'N(CH2CH2CH3)R]:

Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα 

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει βρωμιούχο τριαλκυλοπροπυλαμμώνιο {[R'N(CH2CH2CH3)(R)R"]Br}:

Υποκατάσταση από φωσφύλιο 

Με φωσφίνη σχηματίζει προπανοφωσφαμίνη-1:

Υποκατάσταση από νιτροομάδα 

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει 1-νιτροπροπάνιο (CH3CH2CH2NO2):

Υποκατάσταση από φαινύλιο 

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται 1-φαινυλοπροπάνιο:

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων 

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται προπυλολίθιο:

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

Αναγωγή 

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται προπάνιο:

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται προπάνιο:

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται προπάνιο:

4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.:

Αντιδράσεις προσθήκης 

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 1-βρωμοπεντάνιο:

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 1-βρωμο-1-πεντένιο:

3. Η αντίδραση του 1-βρωμοπροπανίου με συζυγή αλκαδιένια αντιστοιχεί κυρίως σε 1,4-προσθήκη, αν και είναι επίσης δυνατές η 1,2-προσθήκη και η 3,4-προσθήκη, με τη χρήση κατάλληλων συνθηκών. Π.χ.:
 (1,4-προσθήκη)

 (1,2-προσθήκη)

 (3,4-προσθήκη)

4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 1-βρωμεξάνιο:
 
5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει 2-βρωμοπροποξυαιθάνιο:

Αντίδραση απόσπασης 

Με απόσπαση υδροβρωμίου (HBr) από 1-βρωμοπροπάνιο παράγεται προπένιο:

Παρεμβολή καρβενίων 

 Τα καρβένια (π.χ. [:CH2]) μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H. Π.χ. έχουμε:

 Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C#3H2-H. Παράγεται 1-βρωμοβουτάνιο.
2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#1H-H: 2. Παράγεται 2-βρωμοβουτάνιο.
3. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#2H-H: 2. Παράγεται 1-βρωμομεθυλοπροπάνιο.
Προκύπτει επομένως μίγμα 1-βρωμοβουτάνιου ~43%, 2-βρωμοβουτάνιου ~29% και 1-βρωμομεθυλοπροπάνιου 29%.

Σημειώσεις και αναφορές

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
 Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985

Αλκυλαλογονίδια
Οργανικές ενώσεις βρωμίου
Αλοπροπάνια