Χλωροκυκλοπροπάνιο

Το κυκλοπροπυλοχλωρίδιο ή χλωροκυκλοπροπάνιοΟ αριθμός θέσης 1- παραλήπεται γιατί εννοείται. έχει χημικό τύπο είναι C3H5Cl και σύντομο συντακτικό 40 px. Ανήκει στα κυκλοαλκυλοαλογονίδια, δηλαδή στα μονοϊσοκυκλικά κορεσμένα οργανομονοαλογονίδια. Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:
 Προπενυλοχλωρίδιο-1 ή 1-χλωροπροπένιο.
 Ισοπροπενυλοχλωρίδιο ή 2-χλωροπροπένιο.
 Αλλυλοχλωρίδιο ή 3-χλωροπροπένιο.

 Κυκλοπροπάνια 

«Κυκλοπροπάνια» ονομάζονται τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο, που αποτελεί και το χαρακτηριστικό της δομής τους. Οι πλευρικές αλυσίδες, όταν υπάρχουν, διαμορφώνονται όπως στα αλκάνια. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της μοριακής δομής τους είναι η εμφάνιση γωνίας δεσμού  που είναι η συνηθισμένη γωνία δεσμού sp3-sp3 που αντιστοιχεί σε κορεσμένο. Ύστερα από ενεργειακή ανάλυση των πιθανών δομών - μοριακών μοντέλων με κβαντομηχανικές μεθόδους προέκυψε ως πιθανότερη η εκδοχή του sp2 υβριδισμού και της δημιουργίας δύο μοριακών τροχιακών τριών κέντρων (των τριών ατόμων C), σ (2sp2-2sp2-2sp2) και π (2p-2p-2p), με 3 ηλεκτρόνια ανά μοριακό τροχιακό, ώστε να χρησιμοποιηθούν τα 6 διαθέσιμα ηλεκτρόνια των 3 ατόμων C (τα άλλα 6 χρησιμοποούνται για τους 6 σ δεσμούς με τα 6 άτομα υδρογόνου ή και τα αλκύλια). Αντί δηλαδή των κλασσικών 3 ομοιοπολικών δεσμών δύο κέντρων μεταξύ των ατόμων C, υπάρχουν 2 ομοιοπολικοί δεσμοί τριών κέντρων.Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985: Σελ.127-128, §6.2.
300 px
Εξαιτίας αυτού του γεγονότος προκύπτει η λεγόμενη «ενέργεια τάσης δεσμών» που συνυπολογίζει την ενέργεια παραμόρφωσης δεσμικής γωνίας (κατά Baeyer), που οφείλεται στη διαφορά γωνίας από την κανονική, και την ενέργεια στρέψης (κατά Piltzer), που οφείλεται στην αδυναμία του συστήματος να στρέψει τους δεσμούς του και να πάρει διαμόρρφωση αποφυγής των απώσεων τύπου Van der Waals, που αναπτύσσονται από την προσέγγιση αλληλοαπωθούμενων ατόμων και ομάδων αυτών. Ενώ λοιπόν το ισομερές προπένιο έχει θερμότητα ολικής καύσης 1.971 kcal/mole το κυκλοπροπάνιο έχει 2.088 kcal/mole. Το ΔQ = 117 kJ/mole αντιστοιχεί ακριβώς στην επιπλέον ενέργεια που παγιδεύει η ιδιάζουσα δομή του τριμελή δατυλίου.Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985, Σελ. 125-126, §6.1.
Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3.
Το κυκλοπροπυλοχλωρίδιο διαφέρει από το κυκλοπροπάνιο στο ότι έχει ένα άτομο χλωρίου αντί ενός ατόμου υδρογόνου.

 Παραγωγή 

 Ενδομοριακή αντίδραση Würz 

Με τη χρήση ενδομοριακής αντίδρασης Würtz, από 1,3-διβρωμο-2-χλωροπροπάνιοAugust Freund (1881). "Über Trimethylen". Journal für Praktische Chemie 26 (1): 625–635. doi:10.1002/prac.18820260125.August Freund (1882). "Über Trimethylen". Monatshefte für Chemie 3 (1): 625–635. doi:10.1007/BF01516828.
 40px
 Όμως η απόδοση αυτής της αντίδρασης είναι σχετικά μικρή, αφού ταυτόχρονα διεξάγεται αναπόφευκτα και διαμοριακήΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 152, §6.2.2.:

 Σήμερα χρησιμοποιείται περισσότερο η τροποποιημένη αντίδραση Freund με Zn, που δίνει μεγαλύτερη απόδοση στην ενδομοριακή αντίδραση. Σ' αυτήν την περίπτωση η στοιχειομετρική εξίσωση της αντίδρασης γίνεταιG. Gustavson (1887). "Ueber eine neue Darstellungsmethode des Trimethylens". J. Prakt. Chem. 36: 300–305. doi:10.1002/prac.18870360127. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90799n/f308.table.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 154, §6.5.Β1.:
 40px

 Βινυλοχλωρίδιο και μεθυλένιο 

Με προσθήκη μεθυλενίου ([:CH2]) σε βινυλοχλωρίδιο (CH2=CHCl), μέσω του ζεύγους μεθυλενοδιιωδίδιου (CH2I2) - ψευδαργύρου (Zn)SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 138, §9.2Β5β.:
 40px

 Με φωτοχημική χλωρίωση κυκλοπροπανίου 

Με φωτοχημική χλωρίωση υποκατάστασης υδρογόνου, στο κυκλοπροπάνιο που έχει 6 ισότμα άτομα υδρογόνου για φωτοχημική αντικατάσταση από φθόριο, προκύπτει μόνο κυκλοπροπυλοχλωρίδιοSCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 43-46 §4.4.3.:
40px|κυκλοπροπάνιο  40px
 Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης (κυκλο)αλκανίων. Παράγονται και πολυβρωμπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας κυκλοπροπανίου.

 Υποκατάσταση του υδροξυλίου σε κυκλοπροπανόλη 

1. Με επίδραση υδροχλωρίου (HCl) σε κυκλοπροπανόλη Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.1, R = κυκλοπροπύλιο, X = Cl.:
40 px 40px
 Η αντίδραση γίνεται και χωρίς την παρουσία του καταλύτη, αλλά πολύ πιο αργά.

2. Η υποκατάσταση του υδροξυλίου (OH) χλώριο (Cl) στην κυκλοπροπανόλη μπορεί να γίνει και με χλωριωτικά μέσαΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.2, R = κυκλοπροπύλιο:
1. Με πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl5):
40 px  40px
2. Με τριχλωριούχο φωσφόρο (PCl3):
 40 px  40px
3. Με θειονυλοχλωρίδιο (SOCl2):
40 px  40px

 Από κυκλοπροπένιο 

Με υδροχλωρίωση κυκλοπροπενίου παράγεται κυκλοπροπυλοχλωρίδιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1., X = Cl:
40 px 40px

 Χημικές ιδιότητες 

 Τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο (δηλαδή τα «κυκλοπροπάνια»), και τα παράγωγά τους, έχουν αρκετή ενέργεια τάσης δεσμών για να δώσουν προσθηκοδιάσπαση-1,3, αλλά κάτω από πιο έντονες συνθήκες και με μικρότερη ταχύτητα αντίδρασης σε σχέση με τα αλκένιαΑ. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ.24, §1.2.:
 Ο όρος «προσθηκοδιάσπαση» σημαίνει διάσπαση δακτυλίου και προσθήκη στα άκρα της αλυσίδας που προκύπτει.
 Εκτός των παραπάνω υπάρχει και η δυνατότητα αντιδράσεων με το χλώριο, προς διάφορα άλλα παράγωγα:

 Αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3 στον κυκλοπροπανικό δακτύλιο 

 Προσθήκη αλογόνου 

Με επίδραση αλογόνου είναι δυνατό να γίνει 1,3-προσθηκοδιάσπαση, οπότε παράγεται κυρίως 1,3-διαλο-1-χλωροπροπάνιο
40px 

 Καταλυτική 1,3-υδρογόνωση 

Με καταλυτική υδρογόνωση - Παράγεται κυρίως προπυλοχλωρίδιο:
40px 

 Υδραλογόνωση-1,3 

Με υδραλογόνο (ΗΧ) - Παράγεται κυρίως 1-αλο-1-χλωροπροπάνιο:
40px 

 Υδροξυαλογόνωση-1,3 

Με υπαλογονώδες οξύ (HOX) - Παράγεται τελικά κυρίως 3-αλοπροπανάλη, μέσω 3-αλο-1-χλωροπροπανόλης-1 και 3-αλοπροπεν-1-όλης-1.
40px

 Ενυδάτωση-1,3 

Με επίδραση θειικού οξέως σε κυκλοπροπάνιo παράγεται τελικά κυρίως προπανάλη:
40px 

 Διυδροξυλίωση-1,3 

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε κυκλοπροπάνιo, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται τελικά κυρίως 3-υδροξυπροπανάλη:
40px 

 Αντιδράσεις υποκατάστασης χλωρίου 

 Οι αντιδράσεις είναι πιο αργές σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλογονίδια των άλλων αλογόνων, εκτός του φθορίου.

 Παραγωγή αλκοόλης 

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς κυκλοπροπανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.:
40px  40 px

 Παραγωγή αιθέρα 

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλμεθυλαιθέρα (CH3OR):
40px  40 px

 Παραγωγή κυκλοαλκινίου 

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς κυκλοαλκίνιο. Π.χ.:
40px  60 px

 Παραγωγή νιτριλίου 

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς κυκλοπροπυλομεθανονιτρίλιο (CH3CN):
40px  40 px

 Παραγωγή αλκυλιωδιδίου 

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) προς κυκλοπροπυλοϊωδίδιο:
40px  40 px

 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

Κατηγορία:Κυκλοαλκυλοαλογονίδια
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις χλωρίου
Κατηγορία:Κυκλοπροπάνια