2-χλωροβουτάνιο

To 2-χλωροβουτάνιο ή 2-βουτυλοχλωρίδιο ή δευτεροταγές βουτυλοχλωρίδιο, σε δύο (2) οπτικά ισομερή, είναι ένα υγρό (στις συνηθισμένες συνθήκες, T = 25 °C, P = 1 atm) . Με βάση το χημικό τύπο του, C4H9Cl, έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερές θέσης:
 1-χλωροβουτάνιο.
 Μεθυλο-1-χλωροπροπάνιο.
 Μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο.

Ονοματολογία 

Η ονομασία «χλωροβουτάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «βουτ-» δηλώνει την παρουσία τεσσάρων (4) 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 «χλωρο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου χλωρίου ανά μόριο της ένωσης. Τέλος, ο αρχικός αριθμός θέσης «2-», δηλώνει τον αριθμό θέσης του ατόμου του άνθρακα με το οποίο ενώνεται το άτομο του χλωρίου, για να διαχωριστεί η ένωση από την ισομερή της 1-χλωροβουτάνιο.

Μοριακή δομή

Παραγωγή

Με φωτοχημική χλωρίωση 

Με φωτοχημική χλωρίωση βουτανίου παράγεται μίγμα 1-φθοροβουτανίου και 2-χλωροβουτανίου:

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

Με υποκατάσταση υδροξυλίου από χλώριο 

1. Με επίδραση υδροχλωρίου (HCl) σε 2-βουτανόλη (CH3CH2CH(OH)CH3):

2. Η υποκατάσταση του OH από Cl στην 2-βουτανόλη μπορεί να γίνει και με χλωριωτικά μέσα:
1. Με πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl5):

2. Με τριχλωριούχο φωσφόρο (PCl3):

3. Με θειονυλοχλωρίδιο (SOCl2):

Με προσθήκη υδροχλωρίου σε 1-βουτένιο ή σε 2-βουτένιο 

Με προσθήκη υδροχλωρίου σε 1-βουτένιο ή σε 2-βουτένιο παράγεται 2-χλωροβουτάνιο::
ή

Με προσθήκη χλωρομεθανίου σε προπένιο 

Με προσθήκη φθρορομεθανίου σε προπένιο παράγεται 2-χλωροβουτάνιο::

Με προσθήκη υδροχλωρίου σε μεθυλοκυκλοπροπάνιο 

Με προσθήκη υδροχλωρίου (ΗCl) σε μεθυλοκυκλοπροπάνιο παράγεται 2-χλωροβουτάνιο:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Αντιδράσεις υποκατάστασης 

 Οι αντιδράσεις είναι πολύ πιο αργές σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων, γιατί ο μηχανισμός που επικρατεί σ' αυτές τις αντιδράσεις υποκαταστάσεως είναι ο SN2.

Υποκατάσταση από υδροξύλιο 

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται 2-βουτανόλη (CH3CH2CH(OH)CH3):

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο 

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει 2-αλκοξυβουτάνιο (CH3CH2CH(OR)CH3):

Υποκατάσταση από αλκινύλιο 

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο (RC≡CCH(CH3)CH2CH3). Π.χ.:

Υποκατάσταση από ακύλιο 

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό δευτεροταγή βουτυλεστέρα (RCOOCH(CH3)CH2CH3):

Υποκατάσταση από κυάνιο 

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει 2-μεθυλοβουτανονιτρίλιο (CH3CH2CH(CN)CH3):

Υποκατάσταση από αλκύλιο 

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο 

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει 2-βουτανοθειόλη (CH3CH2CH(SH)CH3):

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο 

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει 2-αλκυλοθειοβουτάνιο (RSCH(CH3)CH2CH3):

Υποκατάσταση από ιώδιο 

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει 2-ιωδοβουτάνιο (CH3CH2CHICH3):

Υποκατάσταση από φθόριο 

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε 2-χλωροβουτάνιο (CH3CH2CHClCH3) παράγεται 2-φθοροβουτάνιο:

Υποκατάσταση από αμινομάδα 

Με αμμωνία (NH3) σχηματίζει 2-βουταναμίνη (CH3CH2CH(NH2)CH3):

Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα 

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) σχηματίζει N-αλκυλο-2-βουταναμίνη (CH3CH2CH(NHR)CH3):

Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα 

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει N,N-διαλκυλο-2-βουταναμίνη [(CH3CH2CH(NRR΄)CH3)]:

Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα 

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R΄΄] σχηματίζει χλωριούχο N,N,N-τριαλκυλο(1-μεθυλοπροπυλ)αμμώνιο {[(CH3CH2CH(NRR΄R΄΄)CH3]Cl}:

Υποκατάσταση από φωσφύλιο 

Με φωσφίνη σχηματίζει 2-βουτανοφωσφαμίνη:

Υποκατάσταση από νιτροομάδα 

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει 2-νιτροβουτάνιο (CH3CH2CH(NO2)CH3):

Υποκατάσταση από φαινύλιο 

Με επίδραση τύπου Clriedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται 2-φαινυλοβενζόλιο:

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων 

1. Με λίθιο (Li σχηματίζει δευτεροταγές βουτυλολίθιο:

2. Με μαγνήσιο (Mg) σχηματίζει δευτεροταγές βουτυλομαγνησιοχλωρίδιο :

Αναγωγή 

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται βουτάνιο.:

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

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριχλωριούχου βορίου, παράγεται βουτάνιο:

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

Αντιδράσεις προσθήκης 

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 3-μεθυλο-1-χλωροπεντάνιο :

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 3-μεθυλο-1-χλωρο-1-πεντένιο :

3. Η αντίδραση του 1-χλωροβουτανίου 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 4-μεθυλο-1-χλωρεξάνιο:
 
5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει δευτεροταγές βουτοξυ-2-χλωραιθάνιο:

Αντίδραση απόσπασης 

Με απόσπαση υδροχλωρίου (HCl) από 2-χλωροβουτάνιο παράγεται μίγμα από 1-βουτένιο και 2-βουτένιο:

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#1H2-H. Παράγεται 3-χλωροπεντάνιο.
2. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C#4H2-H. Παράγεται 2-χλωροπεντάνιο.
3. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς CH-H: Παράγεται 3-μεθυλο-2-χλωροβουτάνιο.
4. Παρεμβολή στον ένα (1) δεσμό C-H: Παράγεται 2-μεθυλο-2-χλωροβουτάνιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 3-χλωροπεντάνιου ~33%,  3-χλωροπεντάνιου ~33%,  3-μεθυλο-2-χλωροβουτάνιου ~22% και 2-μεθυλο-2-χλωροβουτάνιου ~11%.

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 χλωρίου
Αλοβουτάνια
Χειρομορφία (χημεία)