2-φθοροπροπανάλη

Η 2-φθοροπροπανάλη ή 2-φθοροπροπιοναλδεΰδη (αγγλικά: 2-fluoropropanal) είναι οργανική χημική ένωση, που βρίσκεται σε δυο οπτικά ισομερή και περιέχει άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο C3H5ΟF και ημισυντακτικό τύπο CH3CHFCHO. Είναι μια αλαλδεΰδη, δηλαδή αλογονούχος αλδεΰδη.

Ισομέρεια 

Η 2-φθοροπροπανάλη βρίσκεται σε δυο οπτικά ισομερή, γιατί το #2 άτομο άνθρακα του μορίου της είναι οπτικά ενεργό κέντρο, αφού συνδέεται με τέσσερεις (4) διαφορετικές ομάδες: CH3-, H-, Cl- και -CHO. Ακόμη, με βάση τον μοριακό της τύπο, έχει τα ακόλουθα 23  ισομερή θέσης (+ 11 στερεοϊσομερή = 34 συνολικά):
 3-φθοροπροπανάλη, μια άλλη αλαλκανάλη με ημισυντακτικό τύπο FCH2CH2CHO.
 Φθοροπροπανόνη, μια αλοκετόνη με ημισυντακτικό τύπο CH3COCH2F.
 Προπανοϋλοφθορίδιο, ένα ακυλαλογονίδιο, με ημισυντακτικό τύπο CH3CH2COF.
 1-φθορο-1-προπεν-1-όλη, μια ασταθής αλενόλη, ελάσσονα ταυτομερής του προπανοϋλοφθοριδίου, με ημισυντακτικό τύπο CH3CCH=C(F)OH, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 2-φθορο-1-προπεν-1-όλη, μια ασταθής αλενόλη, ελάσσονα ταυτομερής της 2-φθοροπροπανάλης, με ημισυντακτικό τύπο CH3CCF=CHOH, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 3-φθορο-1-προπεν-1-όλη, μια ασταθής αλενόλη, ελάσσονα  ταυτομερής της 3-φθοροπροπανάλης, με ημισυντακτικό τύπο FCH2CCH=CHOH, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 1-φθορο-2-προπεν-1-όλη, μια ασταθής αλενόλη, που αφυδροφθοριώνεται τάχιστα σχηματίζοντας προπενόνη, με ημισυντακτικό τύπο CH2=CHCH(F)OH, σε δύο (2) οπτικά ισομερή.
 2-φθορο-2-προπεν-1-όλη, μια σταθερή αλενόλη, με ημισυντακτικό τύπο CH2=CFCH2OH.
 3-φθορο-2-προπεν-1-όλη, μια σταθερή αλενόλη, με ημισυντακτικό τύπο FCH=CHCH2OH, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 Φθοροπροπεν-2-όλη, μια ασταθής αλενόλη, ελάσσονα ταυτομερής της φθοροπροπανόνης, με ημισυντακτικό τύπο CH3C(OH)=CHF, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 Φθορομεθυλοξυαιθένιο, ένας αλαιθέρας, με ημισυντακτικό τύπο CH2=CHOCH2F.
 1-μεθοξυ-1-φθοραιθένιο, ένας αλαιθέρας, με ημισυντακτικό τύπο CH2=CFOCH3.
 1-μεθοξυ-2-φθοραιθένιο, ένας αλαιθέρας, με ημισυντακτικό τύπο FCH=CHOCH3, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 1-φθοροξυλο-1-προπένιο, ένας εστέρας του υποφθοριώδους οξέος (HOF),  με  ημισυντακτικό τύπο CH3CH=CHOF, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 1-φθοροξυλο-2-προπένιο, ένας εστέρας του υποφθοριώδους οξέος (HOF),  με  ημισυντακτικό τύπο CH2=CHCH2OF.
 2-φθοροξυλοπροπένιο, ένας εστέρας του υποφθοριώδους οξέος (HOF),  με  ημισυντακτικό τύπο CH2C(OF)=CH2.
 1-φθοροκυκλοπροπανόλη, μια ασταθής αλεικυκλική αλαλκοόλη, που αφυδροφθοριώνεται τάχιστα σχηματίζοντας κυκλοπροπένιο.
 2-φθοροκυκλοπροπανόλη, μια σταθερή αλεικυκλική αλκοόλη, σε δυο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 2-φθοροξετάνιο, ένα αλογονοπαράγωγο του οξετάνιου, σε δύο (2) οπτικά ισομερή.
 3-φθοροξετάνιο, ένα αλογονοπαράγωγο του οξετάνιου.
 2-μεθυλο-2-φθοροξιράνιο, ένα από τα θυγατρικά οξιράνια.
 3-μεθυλο-2-φθοροξιράνιο, ένα από τα θυγατρικά οξιράνια.
 Φθορομεθυλοξιράνιο, ένα από τα θυγατρικά οξιράνια.

Παραγωγή

Με καταλυτική οξείδωση (2-φθοροπροπυλο)βενζόλιου 

Με Καταλυτική οξείδωση (2-φθοροπροπυλο)βενζόλιου (PhCH2CHFCH3) παράγεται Φαινόλη (PhOH) και 2-φθοροπροπανάλη:

Με μερική οξείδωση 2-φθορο-1-προπανόλης 

Με μερική οξείδωση 2-φθορο-1-προπανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το Τριοξείδιο του χρωμίου, παράγεται 2-φθοροπροπανάλη:

Με οζονόλυση 2,5-διφθορο-3-εξενίου 

Με οζονόλυση 2,5-διφθορο-3-εξενίου παράγεται τελικά 2-φθοροπροπανάλη:

Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 2,5-διφθορο-3,4-εξανοδιόλη 

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 2,5-διφθορο-3,4-εξανοδιόλη παράγεται 2-φθοροπροπανάλη:

Από 2-χλωροπροπανάλη 

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε 2-χλωροπροπανάλη παράγεται 2-φθοροπροπανάλη:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Η 2-φθοροπροπανάλη δρα σχεδόν αποκλειστικά ως αλδεΰδη, γιατί ο δεσμός C-F είναι πολύ σταθερός και είναι σχετικά δύσκολη, αν και όχι αδύνατη, η υποκατάσταση ή του φθορίου. Οι τυχόν τέτοιες (παράπλευρες) αντιδράσεις δεν αναφέρονται, όπως και τα προϊόντα τους που είναι πολύ μειοψηφικά.

Αντιδράσεις καρβονυλίου

Ταυτομέρεια με 2-φθοραιθενόλη 

Η φθοραιθανάλη βρίσκεται πάντα σε Χημική ισορροπία με την ταυτομερή της 2-φθορο1-προπεν-1-όλη. Αυτή η χημική ισορροπία, μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων:Το #2 άτομο άνθρακα συνδέεται με φθόριο, που είναι ηλεκτραρνητικότερο από το οξυγόνο, με το οποίο συνδέεται το #1. Έτσι, σε αντιδράσεις προσθήκης ενώσεων τύπου  δ+ABδ- σε αυτήν, το αποτέλεσμα είναι CH3C(F)BCH(A)OH.

Αναγωγή προς 2-φθορο-1-προπανόλη 

Με καταλυτική υδρογόνωση, μπορεί να αναχθεί η 2-φθοροπροπανάλη προς 2-φθορο-1-προπανόλη:

Αναγωγή προς 2-φθοροπροπάνιο 

Μπορεί να αναχθεί προς 2-φθοροπροπάνιο με την μεθόδο Wolff-Kishner

Οξείδωση προς 2-φθοροπροπανικό οξύ 

Μπορεί να οξειδωθεί προς 2-φθοροπροπανικό οξύ;

1. Με υπερμαγγανικό κάλιο:

2. Με Τριοξείδιο του χρωμίου:

3. Με Οξυγόνο:

4. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

5. Με αντιδραστήρια Fehling:

 Οι αντιδράσεις #4-5 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

Προσθήκη ύδατος 

Με προσθήκη ύδατος σε 2-φθοροπροπανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 2-φθορο-1,1-προπανοδιόλη:

Προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης 

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-φθοροπροπυλο-1,3-διοξολάνιο:
 2-φθοροπροπυλο-1,3-διοξολάνιο

Προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης 

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-φθοροπροπυλο-1,3-διθειολάνιο:
 2-φθοροπροπυλο-1,3-διθειολάνιο
 Το 2-φθοροπροπυλο-1,3-διθειολάνιο μπορεί να υποστεί αποθείωση Raney με νικέλιο και υδρογόνο, σχηματίζοντας μίγμα από 2-φθοροπροπάνιο και αιθάνιο:
2-φθοροπροπυλο-1,3-διθειολάνιο

Αντιδράσεις με αζωτούχες ενώσεις 

Αντιδρά με αρκετά είδη αζωτούχων ενώσεων του γενικού τύπου NH2A, όπου το A μπορεί να είναι υδρογόνο, αλκύλιο, υδροξύλιο, αμινοξάδα και διάφορα άλλα. Με βάση το γενικό τύπο η γενική αντίδραση είναι η ακόλουθη:

*  Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:

1. Με Αμμωνία παράγεται 2-φθορο-1-προπανιμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:
<p href="3-φθοροξετάνιο">

2. Με πρωτοταγείς Αμίνες (RNH2) παράγεται Ν-αλκυλο-2-φθορo-1-προπανιμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = R:

3. Με Υδροξυλαμίνη παράγεται 2-φθορo-1-προπανοξίμη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:

4. Με Υδραζίνη παράγεται αρχικά 2-φθορo-1-προπανυλυδραζόνη και με περίσσεια αιθανάλης δι(2-φθορο-1-προπυλεν)αζίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH2:

5. Με φαινυλυδραζίνη παράγεαι 1-(2-φθορο-1-προπυλενο)-2-φαινυλυδραζόνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHPh::

6. Με Υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται (2-(2-φθορο-1-προπυλεν)υδραζινο)μεθαναμίδιο. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NCONH2:

Συμπύκνωση με δευτεροταγείς αμίνες 

Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (RNHR') παράγεται αρχικά 1-(διαλκυλαμινο)-2-φθορο-1-προπανόλη, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει Ν,Ν-διαλκυλo-(2-φθορο)-1-προπεν-1-αμίνη:

Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες 

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση Knoevenagel:

Συμπύκνωση με α-αλεστέρες 

Με επίδραση α-αλεστέρων (R'CHXCOOR) έχουμε την Αντίδραση Darzen. Π.χ. με αλαιθανικό αλκυλεστέρα (XCH2COOR) τελικά παράγεται 1-καρβαλκοξυ-2-φθοραιθυλοξιράνιο:
 1-καρβαλκοξυ-2-φθοραιθυλοξιράνιο

Επίδραση φωσφοροϋλιδίων 

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 1,2-διαλκυλο-3-φθορο-1-προπένιο:

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων 

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=Ο που περιέχει η 2-φθοροπροπανάλη. Π.χ.::

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 2-υδροξυ-3-φθοροβουτανονιτρίλιο, από το οποίο με Υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2-υδροξυ-3-φθοροβοουτανικό οξύ:

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 1-υδροξυ-2-φθορο-1-προπανοσουλφονικό οξύ:

 

3. Με προσθήκη αλκυλομαγνησιοαλογονιδίου (RMgX) παράγεται 1-αλκυλο-1-υδροξυ-2-φθορο-1-προπανόλη:
 

4. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 1,1-διχλωρο-2-φθορο-1-προπάνιο:

Αλογόνωση 

Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή 2-φθορο-1-προπεν-1-όλη. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλο-2-φθορο-1-προπανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά 2-αλο-2-φθοροπροπανάλη:

Επίδραση υδραζωτικού οξέος 

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος παράγεται 2-φθοροπροπανονιτρίλιο και 2-φθοραιθυλαμινομεθανάλη:

Προσθήκη αλκοολών 

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-2-φθορο-1-προπανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 1,1-διαλκοξυ-2-φθοροπροπάνιο:

Τριμερισμός 

Με επίδραση οξέος μπορεί να υποστεί τριμερισμό προς 2,4,6-τρι(1-φθοραιθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο:
 + 2,4,6-τρι(1-φθοραιθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο

Αντίδραση Stracker 

Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε 2-φθορo-1-προπανάλη παράγεται αρχικά 2-αμινο-3-φθοροβουτανονιτρίλιο και στη συνέχεια, με υδρόλυση, 2-αμινο-3-φθοροβουτανικό οξύ:

Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια 

Με επίδραση φθοραιθανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-φθοραιθυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi):
 2-φθοραιθυλοξετάνιο

Αντιδράσεις υποκατάστασης του φθορίου 

 Οι αντιδράσεις είναι πολύ πιο αργές σε σύγκριση με τις αντίστοιχες αλαιθανάλες των άλλων αλογόνων.

Υποκατάσταση από χλώριο 

Με επίδραση χλωριούχου ασβεστίου σε 2-φθοροπροπανάλη παράγεται 2-χλωροπροπανάλη:

Υποκατάσταση από φαινύλιο 

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζόλιο παράγεται 1-φαινυλοπροπανάλη:

Αναγωγή 

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται 1-προπανόλη:

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται 1-προπανόλη:

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

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

Αντίδραση απόσπασης 

Με απόσπαση υδροφθορίου (HF) από 2-φθοροπροπανάλη παράγεται (κυρίως) προπενάλη:

Επίδραση καρβενίων 

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 2-φθοροβουτανάλη, μεθυλο-2-φθοροπροπανάλη, 2-φθοροβουτανόνη και (1-φθοραιθυλ)οξιράνιο:
 (1-φθοραιθυλ)οξιράνιο

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.

Αναφορές και σημειώσεις 

Αλαλκανάλες
Οργανικές ενώσεις φθορίου
C3
Χειρομορφία (χημεία)