Μεθυλοπροπανάλη

Η μεθυλοπροπανάλη ή ισοβουτυραλδεΰδη () είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, Οξυγόνο και Υδρογόνο, με μοριακό τύπο C4H8O, αν και συχνά γράφεται πιο αναλυτικά ως (CH3)2CHCHO ή και (συντομογραφικά) iPrCHO. Είναι μια από τις αλδεΰδες. Πιο συγκεκριμένα, η μεθυλοπροπανάλη είναι μια αλδεΰδη, ισομερής της βουτανάληςEintrag zu CAS-Nr. 78-84-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22. Dezember 2012 (JavaScript erforderlich).
Datenblatt Isobutyraldehyde bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 29. September 2010 (PDF).. Η μεθυλοπροπανάλη συμπαράγεται συχνά ως παραπροϊόν της υδροφορμυλίωσης προπένιου. Η οσμή της περιγράφηκε ως παρόμοια με αυτή βρεγμένων δημητριακών ή άμυλου. Δίνει την αντίδραση Κανιτζάρο (Cannizaro reaction), παρόλο που έχει α-άτομο υδρογόνου.

 Ισομέρεια 

Με βάση τον μοριακό της τύπο, C4H8O, έχει τα ακόλουθα εικοσιπέντε (25) ισομερή θέσης:
 1-βουτεν-1-όλη (ελάσσων ταυτομερές της βουτανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH=CHOH.
 2-βουτεν-1-όλη ή 3-μεθυλαλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=CHCH2OH.
 3-βουτεν-1-όλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHCH2CH2OH.
 2-βουτεν-1-όλη (ελάσσων ταυτομερές της βουτανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2C(OH)=CH2.
 2-βουτεν-2-όλη (ελάσσων ταυτομερές της βουτανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=C(OH)CH3.
 3-βουτεν-2-όλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHCH(OH)CH3.
 Μεθυλο-1-προπενόλη (ελάσσων ταυτομερές της μεθυλοπροπανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2C=CHOH.
 Μεθυλο-2-προπενόλη ή 2-μεθυλαλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(CH3)CH2OH.
 Αιθυλοβινυλαιθέρας ή αιθοξυαιθένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2OCH=CH2.
 Μεθυλο-1-προπενυλαιθέρας ή 1-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH=CHCH3.
 Μεθυλο-2-προπενυλαιθέρας ή 3-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH2CH=CH2.
 Μεθυλο(μεθυλοβινυλ)αιθέρας ή 2-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OC(CH3)=CH2.
 Βουτανάλη, με ημισυντακτικό τύπο CH3CH2CH2CHO.
 Βουτανόνη (κύριο ταυτομερές) της 2-βουτεν-2-όλης και της 2-βουτεν-3-όλης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2COCH3.
 Κυκλοβουτανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο 40 px.
 1-μεθυλοκυκλοπροπανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο 80 px.
 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο 80 px.
 Κυκλοπροπυλομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο 80 px.
 Κυκλοπροπυλομεθυλαιθέρας με σύντομο συντακτικό τύπο 80 px.
 Οξολάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 50 px.
 2-μεθυλοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 50 px.
 3-μεθυλοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 50 px.
 Αιθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 50 px.
 2,2-διμεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 50 px.
 2,3-διμεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 80 px.

 Παραγωγή 

 Βιομηχανική 

Η συνηθισμένη βιομηχανική μέθοδος παραγωγής είναι με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε προπένιο. Η διεργασία ονομάζεται «υδροφορμυλίωση»:

 Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
 Χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί ένας σχετικά όχι ογκώδης καταλύτης, για να ευνοηθεί ο σχηματισμός μεθυλοπροπανάλης και όχι της ισομερούς της βουτανάλης.
Αρκετά εκατομμύρια τόνοι μεθυλοπροπανάλης παράγονται ετησίως παγκόσμιαBoy Cornils, Richard W. Fischer, Christian Kohlpaintner "Butanals" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a04_447.
Ισχυρά ορυκτά οξέα καταλύουν την ισομερείωση της μεθυλο-2-προπεν-1-όλης σε μεθυλοπροπανάλη.
Μπορεί επίσης να παραχθεί μεθυλοπροπανάλη βιοχημικά, χρησιμοποιώντας γενετικά τροποποιημένα βακτήριαAtsumi, Shota; Wendy Higashide; James C. Liao (November 2009). "Direct photosynthetic recycling of carbon dioxide to isobutyraldehyde". Nature Biotechnology 27 (12): 1177–1180. doi:10.1038/nbt.1586. PMID 19915552..

 Άλλες διαθέσιμες μέθοδοι 

 Με επίδραση ισοπροπυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα 

Με επίδραση ισοπροπυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέραΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.1.:

 Με μερική οξείδωση μεθυλο-1-προπανόλης 

Με μερική οξείδωση μεθυλο-1-προπανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίουΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.:

 Με έμμεση μερική αναγωγή μεθυλοπροπανικού οξέος 

1. Αρχικά το μεθυλοπροπανικό οξύ μετατρέπεται σε μεθυλοπροπανοϋλοχλωρίδιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.3.:

2. Το μεθυλοπροπανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς μεθυλοπροπανάλη:

 Με οζονόλυση 2,5-διμεθυλο-3-εξένιου 

Με οζονόλυση 2,5-διμεθυλο-4-εξενίου παράγεται τελικά μεθυλοπροπανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.:

 Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 2,5-διμεθυλο-3,4-εξανοδιόλη 

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 2,5-διμεθυλο-3,4-εξανοδιόλη παράγεται μεθυλοπροπανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.:

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Οξειδοαναγωγή Canizzaro 

Με επίδραση υδροξειδίου του καλίου γίνεται οξειδοαναγωγή Cannizzaro, παρόλο που η μεθυλοπροπανάλη περιέχει α-άτομο υδρογόνου,οπότε παράγεται μεθυλο-1-προπανόλη και μεθυλοπροπανικό κάλιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.4.:

 Αναγωγή προς μεθυλο-1-προπανόλη 

Μπορεί να αναχθεί προς μεθυλο-1-προπανόλη με τις ακόλουθες μεθόδουςΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2.

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):

2. Με καταλυτική υδρογόνωση:

 Αναγωγή προς μεθυλοπροπάνιο 

Μπορεί να αναχθεί προς μεθυλοπροπάνιο με τη μέθοδο Wolff-KishnerΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.3α.

 Οξείδωση προς μεθυλοπροπανικό οξύ 

Μπορεί να οξειδωθεί προς μεθυλοπροπανικό οξύΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.;

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).

 Οξείδωση προς μεθυλο-2-υδροξυπροπανάλη 

Μπορεί να οξειδωθεί προς μεθυλο-2-υδροξυπροπανάλη με χρήση διοξειδίου του σεληνίουΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.4.

 Προσθήκη ύδατος 

Με προσθήκη ύδατος σε προπανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής μεθυλοπροπανοδιόλη-1,1Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.:

 Προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης 

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-ισοπροπυλο-1,3-διοξολάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.:
 80 px

 Προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης 

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-ισοπροπυλο-1,3-διθειολάνιο:
 80 px

 Το 2-ισοπροπυλο-1,3-διθειολάνιο μπορεί να υποστεί αποθείωση Raney με νικέλιο και υδρογόνο, σχηματίζοντας μεθυλοπροπάνιο και αιθάνιο:
80 px 

 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 τον γενικό τύπο η γενική αντίδραση είναι η ακόλουθηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218-219, §9.5.6.:

 Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:

1. Με αμμωνία παράγεται 2-μεθυλο-1-προπανιμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:

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

3. Με υδροξυλαμίνη παράγεται μεθυλο-1-προπανοξίμη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:

4. Με υδραζίνη παράγεται αρχικά 2-μεθυλο-1-προπανυδραζόνη και με περίσσεια προπανάλης δι(μεθυλοπροπυλιδεν)αζίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH2:

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

6. Με υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται (2-(μεθυλοπροπυλιδεν)υδραζινο)μεθαναμίδιο. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NCONH2:

 Συμπύκνωση με δευτεροταγείς αμίνες 

Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (RNHR') παράγεται αρχικά 1-(διαλκυλαμινο)-2-μεθυλο-1-προπανόλη, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει Ν,Ν-διαλκυλο-2-μεθυλο-1-προπεν-1-αμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.7.:

 Αλδολική συμπύκνωση 

Με επίδραση βάσης έχουμε τη λεγόμενη αλδολική συμπύκνωση, η οποία όταν γίνεται με τον εαυτό της, παράγεται αρχικά 2,2,4-τριμεθυλο-3-υδροξυπεντανάλη, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει 2,2,4-τριμεθυλοπεντεν-3-άληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.8. και SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 268, §15.3.8:

 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 KnoevenagelΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.:

 Επίδραση φωσφοροϋλιδίων 

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 1,1-διαλκυλο-3-μεθυλο-1-βουτένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.:

 Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων 

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στον διπλό δεσμό C=Ο που περιέχει η μεθυλοπροπανάλη. Π.χ.:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.:

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 3-μεθυλο-2-υδροξυβουτανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 3-μεθυλο-2-υδροξυβουτανικό οξύ:

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται μεθυλο-1-υδροξυπροπανοσουλφονικό οξύ-1:

3. Με προσθήκη αλκυλομαγνησιοαλογονιδίου (RMgX) παράγεται 2-μεθυλο-1-αλκυλοπροπανόλη-1:

4. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται μεθυλο-1,1-διχλωροπροπάνιο:

 Αλογόνωση 

Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή μεθυλοπροπεν-1-όλης. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλομεθυλο-1-προπανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά 2-αλομεθυλοπροπανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.13.:

 Επίδραση υδραζωτικού οξέος 

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος (αντίδραση Achmidt) παράγεται μεθυλοπροπανονιτρίλιο και ισοπροπυλαμινομεθανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.:

 Προσθήκη αλκοολών 

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-2-μεθυλο-1-προπανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 1,1-διαλκοξυ-2-μεθυλοπροπάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.:

 Αντίδραση Stracker 

Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε μσθυλοπροπανάλη παράγεται αρχικά 2-αμινο-3-μεθυλοβουτανονιτρίλιο και στη συνέχεια, με υδρόλυση, βαλίνη (ένα πρωτεϊνικό αμινοξύ)«Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.2.:

 Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια 

Με επίδραση βουτανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-ισοπροπυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)
:
 80 px

 Επίδραση καρβενίων 

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 2-μεθυλοβουτανάλη, διμεθυλοπροπανάλη, μεθυλοβουτανόνη και ισοπροπυλοξιράνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.:


100 px

 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 

Κατηγορία:Αλκανάλες
Κατηγορία:C4
Κατηγορία:Αρωματικές ύλες