Μεθυλοβουτίνιο

Το (3-)μεθυλο(-1-)βουτίνιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.  (αγγλικά: 3-methyl-1-butyne) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C5H8 και ημισυντακτικό τύπο (CH3)2CHC≡CH. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκινίων.

Το χημικά καθαρό μεθυλοβουτίνιο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι εξαιρετικά εύφλεκτο υγρό.

Παραγωγή

 Με απόσπαση υδραλογόνων 

Με απόσπαση δύο ισοδυνάμων υδραλογόνου (HX) από 1,1-διαλο-3-μεθυλοβουτάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), παράγεται μεθυλοβουτίνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.4.3.:

 Με βρωμίωση και μετά απόσπαση υδροβρωμίου 
Με βρωμίωση (Br2) 3-μεθυλο-1-βουτενίου παράγεται αρχικά 1,2-διβρωμο-3-μεθυλοβουτάνιο. Μετά, με απόσπαση δύο ισοδυνάμων υδροβρωμίου (HBr) από το τελευταίο με χρήση διαλύματος νατραμιδίου (NaNH2) σε υγρή αμμωνία (NH3) παράγεται τελικά μεθυλοβουτίνιο:H. N. Miller, K. W. Greenlee, J. M. Derfer, C. E. Boord: „Mono- and Di-Alkylacetylenes from Vicinal Dihalides and Sodium Amide in Liquid Ammonia“, in: J. Org. Chem., 1954, 19, S. 1882–1888 (doi:10.1021/jo01377a003).

 Με απόσπαση αλογόνων 

Με απόσπαση  δύο ισοδυνάμων αλογόνου (X2)  1,1,2,2-τετραλο-3-μεθυλοβουτάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται μεθυλοβουτίνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.:

 Με ισοπροπυλίωση αιθινίου 

Το αιθινικό νάτριο (HC≡CNa) μπορεί να ισοπροπυλιωθεί με ισοπροπυλαλογονίδιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10α.:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Εμφανίζει όλες τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των ακόρεστων υδρογονανθράκων:

 Καύση 

 Με το οξυγόνο (O2) του αέρα καίγεται παρέχοντας κυανή φλόγα εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας:

 Ενυδάτωση 

Με επίδραση θειικού οξέος (H2SO4) και στη συνέχεια νερού (Η2Ο, ενυδάτωση) σε μεθυλοβουτίνιο , παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg2+), παράγεται (ττελικά) μεθυλοβουτανόνη [(CH3)2CHCOCH3]Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.3.:

 Ενδιάμεσα παράγεται 3-μεθυλο-1-βουτεν-2-όλη [(CΗ3)2CΗC(OH)=CH ασταθής ενόλη], που τελικά ισομερειώνεται σε μεθυλοβουτανόνη .

 Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος 

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) μεθυλοβουτίνιο παράγεται 1-αλομεθυλοβουτανόνη [(CΗ3)2CHCΟCΗ2Χ[Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.:

 Το HOX παράγεται συνήθως ιin situ με την αντίδραση:

 Ενδιάμεσα παράγεται 1-αλο-3-μεθυλο-1-βουτεν-2-όλη  [(CΗ3)2CHC(ΟH)=CΗX, ασταθής ενόλη], που τελικά  ισομερειώνεται σε 1-αλομεθυλοβουτανόνη.

 Καταλυτική υδρογόνωση 

Με καταλυτική υδρογόνωση  (H2) μεθυλοβουτίνιου σχηματίζεται αρχικά 3-μεθυλο-1-βουτένιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδρογόνου)  μεθυλοβουτάνιο.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.4α.:

 Αλογόνωση 

Με επίδραση αλογόνου (X2, αλογόνωση) σε μεθυλοβουτίνιο έχουμε προσθήκη στον τριπλό δεσμό. Παράγεται αρχικά 1,2-διαλο-3-μεθυλο-1-βουτένιο, και στη συνέχεια (με περίσσεια αλογόνου), 1,1,2,2-τετραλο-3-μεθυλοβουτάνιο.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.2.:

 Υδραλογόνωση 

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX, υδραλογόνωση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται  αρχικά 2-αλο-3-μεθυλο-1-βουτένιο, και στη συνέχεια (με περίσσεια υδραλογόνου) 2,2-διαλο-3-μεθυλοβουτάνιο.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1.:

 Υδροκυάνωση 

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN, υδροκυάνωση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται ισοπροπυλαιθενονιτρίλιο:

 Διυδροξυλίωση 

Η διυδροξυλίωση μεθυλο-1-βουτίνιου , αντιστοιχεί σε προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2) και παράγει  τελικά μεθυλο-1-υδροξυβουτανόνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4). Π.χ.:

2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος (RCΟOH) και υπεροξείδιου του υδρογόνου (Η2Ο2):


 Ενδιάμεσα παράγεται 3-μεθυλο-1-βουεν-1,2-διόλη (ασταθής ενόλη), που τελικά ισομερειώνεται σε μεθυλο-1-υδροξυβουτανόνη.

 Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου 

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγεται μεθυλο-2-οξοβουτανικό οξύΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.:


 Προσθήκη αλκοολών 

Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται 2-αλκοξυ-3-μεθυλο-1-βουτένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.5.: 


 Προσθήκη καρβονικών οξέων 

Με επίδραση καρβοξυλικού οξέος (RCOOH) σε μεθυλοβουτίνιο  παράγεται καρβονικός ισοπροπυλοβινυλεστέραςΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.6.: 


 Οζονόλυση 

Με επίδραση όζοντος (Ο3 οζονόλυση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται αρχικά ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε μεθυλο-2-οξοβουτανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.7α.:


 Σχηματισμός ακετυλιδίων 

1. Με επίδραση μεταλλικού νατρίου σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται μεθυλοβουτινικό νάτριο:


 Το μεθuλοβουτανικό νάτριο [(CH3)2CHC≡CΝa] αποτελεί πρώτη ύλη για την παραγωγή άλλων παραγώγων με τριπλό δεσμό, γιατί αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX):


2. Με επίδραση ιόντων αργύρου (Ag+) και παρουσία αμμωνίας (NH3) παράγεται ένα λευκό στερεό, ο μεθυλοβουτινικός άργυροςΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10β.:


3. Με επίδραση ιόντων μονοσθενούς χαλκού (Cu+) και παρουσία αμμωνίας (NH3) παράγεται ένα κεραμιδί στερεό, ο μεθυλοβουτινικός χαλκόςΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10γ.:


 Οι αντιδράσεις 2 και 3 χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της ομάδας -C ≡ CH.

 Προσθήκη καρβενίων 

Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε μεθυλοβουτίνιο  σχηματίζονται 3-μεθυλοπεντίνιο-1, διμεθυλοβουτίνιο, μεθυλοπεντίνιο-2 και 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3:
120x120εσ

 Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
1. Παρεμβολή στους έξι (6) δεσμούς C4-Η και C1'-H: Προκύπτει 3-μεθυλοπεντίνιο-1, ένα αλκίνιο.
2. Παρεμβολή στον έναν (1) δεσμό  C3-H: Προκύπτει διμεθυλοβουτίνιο, ένα αλκίνιο.
3. Παρεμβολή στον έναν (1) δεσμό C1-H: Προκύπτει μεθυλοπεντίνιο-2, ένα αλκίνιο.
4. Προσθήκη στον έναν (1) τριπλό δεσμό: Προκύπτει 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπένιο, ένα κυκλοαλκένιο.

 Προκύπτει επομένως μίγμα 3-μεθυλοπεντινίου-1 ~67%, διμεθυλοβουτινίου ~11%,  μεθυλοπεντινίου-2 ~11% και 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπενιου ~11%.
 Με τη χρήση μεθυλενοδιιωδιδίου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:
120x120εσ 

 Πηγές 

 Speight J. G., “Chemical and Process Design Handbook”, McGraw-Hill, 2002.
 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

Αναφορές και σημειώσεις

Κατηγορία:Αλκίνια
Κατηγορία:C5