1-φθοροπροπένιο

Το 1-φθοροπροπένιοΓια την ακρίβεια, πρόκειται για δύο (2) γεωμετρικά ισομερείς χημικές ενώσεις με επίσημες ονομασίες Ε-1-φθοροπροπένιο, όπου το E-ισομερές δηλώνεται και με το πρόθεμα cis-, και Ζ-1-φθοροπροπένιο, όπου το Z-ισομερές δηλώνεται και με το πρόθεμα trans-). Ωστόσο το μείγμα τους έχει δικό του αριθμό CAS, όπως και το καθένα από τα δύο γεωμετρικά ισομερή ξεχωριστά.Για εναλλακτικές ονομασίες και συμβολισμούς δείτε τον πίνακα πληροφοριών. είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο C3H5F, αλλά συνήθως αποδίδεται με τον ημισυντακτικό τύπο CH3CH=CHF. Ανήκει στα αλκενυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα μονοακόρεστα, δηλαδή με ένα διπλό δεσμό, οργανομονοαλογονίδια. Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:
 2-φθοροπροπένιο.
 3-φθοροπροπένιο.
 Φθοροκυκλοπροπάνιο.

 Ονοματολογία 
Η ονομασία «1-φθοροπροπένιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα: Η ονομασία διαιρείται σε δύο (2) κύρια τμήματα: Το δεξί τμήμα αναφέρεται στη δομή της «κύριας ανθρακικής» αλυσίδας που φέρει την «κύρια χαρακτηριστική ομάδα», εφόσον υπάρχει και προβλέπεται γι' αυτήν χαρακτηριστική κατάληξη, ενώ το αριστερό στους «υποκαταστάτες» (δηλαδή τυχόν «δευτερεύουσες χαρακτηριστικές ομάδες» ή και κύριες χαρακτηριστικές ομάδες για τις οποίες δεν έχουν προβλεφθεί χαρακτηριστικές καταλήξεις) ή και τις «διακλαδώσεις» (δηλαδή τυχόν δευτερεύουσες ανθρακικές αλυσίδες). Στη συγκεκριμένη ένωση, υπάρχει το αρχικό πρόθεμα «φθορ(ο)-» που δηλώνει την ύπαρξη ενός (1) ατόμου φθορίου, ως κύριας χαρακτηριστικής ομάδας αλλά χωρίς προβλεπόμενη κατάληξη, που συγκεκριμένα είναι συνδεμένο στο #1 άτομο της κύριας ανθρακικής αλυσίδας («1-») Ως προς το τμήμα που αφορά την κύρια ανθρακική αλυσίδα ισχύουν τα ακόλουθα: το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-εν-» δείχνει την παρουσία ενός (1) διπλού δεσμού μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει κύρια χαρακτηριστική ομάδα και προβλεπόμενη χαρακτηριστική κατάληξη. Ο αριθμός θέσης του δεσμού (-1-), στην αρχή του τμήματος της κύριας ονομασίας, παραλείπεται ως πλεονασμός, γιατί οι πολλαπλοί δεσμοί προηγούνται των αλογόνων ως προς την προτεραιότητα αρίθμησης.

 Μοριακή δομή 
ΔεσμοίΔεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Fσ2sp2-2sp3129 pm43% C+ F-C#1,#2-Hσ2sp2-1s99 pm3% C- H+C=Cσ2sp2-2sp2134 pmπ2p-2pC-Cσ2sp3-2sp2144 pmC#3-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+Κατανομή φορτίωνσε ουδέτερο μόριο F-0,43 C#3-0,09 C#2-0,03 Η (C-H)+0,03 C#1+0,40

 Παραγωγή 
 Με απόσπαση υδραλογόνου 
Με απόσπαση ενός ατόμου υδραλογόνου από 1-αλο-1-φθοροπροπάνιο, με καλύτερα αποτελέσματα αν το άλλο αλογόνο δεν είναι κι εκείνο φθόριο, παράγεται 1-φθοροπροπένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α:

 Με απόσπαση αλογόνου 

Με απόσπαση αλογόνου (X2) από 1,2-διαλο-1-φθοροπροπάνιο παράγεται  1-φθοροπροπένιο. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.:

 Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 
1. Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 1-φθοροπροπινίου παράγεται  E-1-φθοροπροπένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.158, §6.9.4.

2. Με λίγο διαφορετική μερική υδρογόνωση 1-φθοροπροπινίου παράγεται Z-1-φθοροπροπένιο:

 Από 1-χλωροπροπένιο 
Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε 1-χλωροπροπένιο παράγεται 1-φθοροπροπένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.:


 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 
 Παρέχει δυνατότητες προσθήκης στο διπλό του δεσμό, όσο και προσθήκης ή απόσπασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το χειρότερο για τέτοιες αντιδράσεις.
 Σε περίπτωση προσθήκης, το αρνητικότερο τμήμα της προσθηκόμενης ένωσης, προσελκύεται στο άτομο άνθρακα #1,  λόγω της παρουσίας του ηλεκτραρνητικού φθορίου δημιουργείται μερικό θετικό φορτίο στο άτομο άνθρακα.
1. Επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση). Παράγεται προπανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.:

 Αρχικά παράγεται 1-φθοροπροπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-προπεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε προπανάλη.
2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται τρι(1-μεθυλο-2-φθοροαιθυλο)βοράνιο και στη συνέχεια 1-φθορο-2-προπανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.:

 Προσθήκη διβορανίου(6) έχει το ίδιο αποτέλεσμα.
3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο και έπειτα αναγωγή, αρχικά παράγεται 1-φθορο-1-προπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-προπεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε προπανάλη:

4. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Prins με επίδραση αλδεϋδών ή κετονών σε 1-προπενυλοφθορίδιο απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει 2-φθορο-2-βουτεν-1-όλη:


 Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως 

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε προπενυλοφθορίδιο παράγεται 2-αλοπροπανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.:

 Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

 Αρχικά παράγεται 2-αλο-1-φθοροπροπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 2-αλο-1-προπεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε 2-αλοπροπανάλη.

 Καταλυτική υδρογόνωση 

Με καταλυτική υδρογόνωση 1-φθοροπροπένιο σχηματίζεται 1-φθοροπροπάνιο. Π.χ.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.:

 Αλογόνωση 

Με επίδραση αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε προπενυλοφθορίδιο έχουμε προσθήκη στο διπλό δεσμό. Παράγεται 1,2-διαλο-1-φθοροπροπάνιο. Π.χ.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.2.:

 Υδραλογόνωση 

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε  1-φθοροπροπένιο  παράγεται 1-αλο-1-φθοροπροπάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.1.:

 Υδροκυάνωση 

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε 1-φθοροπροπένιο παράγεται 2-φθοροβουτανονιτρίλιο:

 Καταλυτική φορμυλίωση 

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε 1-φθοροπροπένιο παράγεται μείγμα 2-φθοροβουτανάλης και μεθυλο-3-φθοροπροπανάλης. Π.χ.:

 Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
 Όπου . Εξαρτάται από την επιλογή του καταλύτη. Οι σχετικά ογκώδεις καταλύτες ευνοούν το δεύτερο παράγωγο.

 Διυδροξυλίωση 

Η διυδροξυλίωση προπενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

4. Μέθοδος Woodward. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

 Στις μεθόδους 1-4 παράγεται αρχικά 1-φθορο-1,2-προπανοδιόλη που αφυδροφθοριώνεται σχηματίζοντας 1-προπεν-1,2-διόλη που με τη σειρά της ισομερειώνεται σε υδροξυπροπανόνη.
5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδεϋδών ή κετονών σε  1-φθοροπροπένιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Prins. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 2-φθορο-1,3-βουτανοδιόλη:


 Οζονόλυση 

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε προπενυλοφθορίδιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε αιθανάλη και φορμυλοφθορίδιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.10.:


 Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου 

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγονται αιθανικό οξύ και διοξείδιο του άνθρακαΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.:


 Προσθήκη αλδεϋδών ή κετονών κατά Prins 

Με επίδραση περίσσειας αλδεϋδών ή κετονών σε 1-φθοροπροπένιο απουσία νερού, σε χαμηλή θερμοκρασία παράγεται παράγωγο διοξανίου. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται σχεδόν ισομοριακό μείγμα 5-μεθυλο-4-φθορο-1,3-διοξάνιου και 4-μεθυλο-5-φθορο-1,3-διοξάνιου:
 80 px  60 px

 Αντίδραση Diels–Adler 

Κατά την επίδραση αλκαδιενίου (διένιου) σε 1-φθοροπροπένιο (διενόφιλο) έχουμε την ονομαζόμενη (αντίδραση Diels–Adler) που οδηγεί σε παραγωγή παραγώγου κυκλοεξενίου. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο παίρνουμε σχεδόν ισομοριακό μείγμα 5-μεθυλο-4-φθοροκυκλοεξένιου και 4-μεθυλο-5-φθοροκυκλοεξένιουΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 160, §6.10.2.:
 60 px  60 px

 Αντίδραση Pauson-Khand 

Κατά την επίδραση αλκίνια και μονοξειδίου του άνθρακα σε 1-φθοροπροπένιο έχουμε την ονομαζόμενη αντίδραση Pauson-Khand που στην περίπτωση αυτή οδηγεί σε παραγωγή παραγώγων κυκλοπεντενόνης. Π.χ. με αιθίνιο παράγεται 4-μεθυλο-5-φθορο-2-κυκλοπεντενόνη και 5-μεθυλο-4-φθορο-2-κυκλοπεντενόνη:
 60 px  60 px

 Καταλυτική προσθήκη οξυγόνου 

Κατά την καταλυτική προσθήκη οξυγόνου σε προπένιο σχηματίζεται 3-μεθυλο-2-φθοροοξιράνιο. Π.χ.:
 50 px

 Πολυμερισμός 

Διακρίνονται τα ακόλουθα είδη πολυμερισμού 1-φθοροπροπένιου, που όλα παράγουν πολυπροπυλοφθορίδιο (PPF)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.11.:
1. Κατιονικός. Π.χ.:

2.. Ελευθέρων ριζών. Π.χ.:

 Όπου v ο βαθμός πολυμερισμού.

 Αντιδράσεις υποκατάστασης του φθορίου 

 Υποκατάσταση από υδροξύλιο 

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

 Αρχικά σχηματίζεται 1-προπεν-1-όλη που ισομερειώνεται προς προπανάλη.

 Υποκατάσταση από αλκοξύλιο 

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλο-1-προπενυλαιθέρα :

 Υποκατάσταση από αλκινύλιο 

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς αλκενίνιο (RC≡CCH=CHCH3). Π.χ.:

 Υποκατάσταση από ακύλιo 

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβοξυλικό 1-προπενυλεστέρα (RCOOCH=CHCH3):

 Υποκατάσταση από κυάνιο 

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς 2-βουτενονιτρίλιο (CH3CH=CHCN):

 Υποκατάσταση από αλκύλιο 

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκένιο:

  Υποκατάσταση από σουλφυδρύλιο 

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς προπανοθειάλη (CH3CH2CHS):

 Αρχικά παράγεται προπενοθειόλη που ισομερειώνεται προς προπανοθειάλη.

 Υποκατάσταση από αλκυλοσουλφύλιο 

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλπροπεν-1-υλοθειαιθέρα (RSCH=CHCH3):

 Υποκατάσταση από νιτροομάδα 

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς 1-νιτροπροπένιο (CH3CH=CHNO2)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH3CH=CH, X = F.:

 Υποκατάσταση από φαινύλιο 

Με προπενυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται 1-φαινυλοπροπένιο:

 Υποκατάσταση από μέταλλα 

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται 1-προπενυλολίθιο:

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH3CH=CH, X = F.:

 Απόσπαση του υδροφθορίου 

Με επίδραση διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) σε αλκοόλη αφυδροφθοριώνεται προς προπίνιο:

 Προσθήκη καρβενίων 
Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε 1-φθοροπροπένιο σχηματίζεται μείγμα από 1-φθορο-1-βουτένιο,  2-φθορο-2-βουτένιο, 1-φθορομεθυλοπροπένιο και 2-μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3, R = CH3CH=CF ή CH3C=CHF ή CH3CΗ=CHF
 60 px

 Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
 Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H: Παράγεται 1-φθορο-1-βουτένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
 Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#1-H: Παράγεται 2-φθορο-2-βουτένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#2-H: Παράγεται μεθυλο-1-φθοροπροπένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
 Προσθήκη στον ένα (1) διπλό δεσμό: Παράγεται 2-μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο, ένα κυκλοαλκυλαλογονίδιο.

Προκύπτει επομένως μείγμα 1-φθορο-1-βουτενίου 50%, 2-φθορο-2-βουτενίου ~17%, μεθυλo-1-φθοροπροπένιου ~17% και 2-μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιου ~17%.
 Με τη χρήση διιωδομεθάνιου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:
 60 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:Αλκενυλαλογονίδια
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις φθορίου
Κατηγορία:C3