Κροτωνικό οξύ

Το κροτονικό οξύΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλικά crotonic acid) είναι οργανική χημική ένωση με μοριακό τύπο C4H6O2, αν και συνηθέστερα παριστάνεται με τον ημισυντακτικό του τύπο, E-CH3CH=CHCO2H. Έχει ένα γεωμετρικό ισομερές, το ισοκροτονικό οξύ, που αποτελεί το Z-2-βουτενικό οξύ. Η ονομασία «κροτονικό οξύ» προέρχεται από το κροτονέλαιο, επειδή πιστεύονταν (εσφαλμένα) ότι αποτελεί προϊόν σαπωνοποίησής του. Όταν χρειάζεται, (ανα)κρυσταλλώνεται από θερμό νερό.

 Ισομέρεια 

Το κροτονικό οξύ έχει ένα γεωμετρικό ισομερές, καθώς και πολλά ισομερή θέσης, από τα οποία τα σημαντικότερα είναι τα ακόλουθα:
 2-βουτιν-1,4-διόλη, με ημισυντακτικό τύπο HOCH2C≡CCH2OH.
 γ-βουτυρολακτόνη, με γραμμικό τύπο 50x50εσ.
 Ισοκροτονικό οξύ, με ημισυντακτικό τύπο Ζ-CH3CH=CHCOOH.
 Βουτανοδιόνη, με ημισυντακτικό τύπο CH3COCOCH3.
 Δι(οξιράνιο), με γραμμικό τύπο 50x50εσ.
 1,4-διοξένιο, με γραμμικό τύπο 44x44εσ.
 Μεθυλοπροπενικό οξύ, με ημισυντακτικό τύπο CH2=C(CH3)COOH.
 Προπενικός μεθυλεστέρας, με ημισυντακτικό τύπο CH2=CHCOOCH3.
 Βουτανοδιάλη, με ημισυντακτικό τύπο HCOCH2CH2CHO.
 Αιθανικός βινυλεστέρας, με ημισυντακτικό τύπο CH3COOCH=CH2.
 Δομή 

Είναι ένα μέλος της ομόλογης σειράς των αλκενικών οξέων, δηλαδή των αλειφατικών μονοκαρβοξυλικών οξέων με ένα διπλό δεσμό. Ο διπλός δεσμός του κροτονικού οξέος βρίσκεται σε συζυγή θέση (δηλαδή με έναν απλό δεσμό ενδιάμεσα) με εκείνον του καρβονυλίου του καρβοξυλίου του.

ΔεσμοίΤα δεδομένα προέρχονταιεν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC#4-Hσ2sp2-1s109 pm3% C- H+C#2,#3-Hσ2sp2-1s106 pm3% C- H+C#4-C#3σ2sp3-2sp2151 pmC#3=C#2σ2sp2-2sp2134 pmπ2p-2pC#2-C#1σ2sp2-2sp2147 pmC=Oσ2sp2-2sp2132 pm19% C+ O-π2p-2pC-Oσ2sp2-2sp3147 pm19% C+ O-O-Hσ2sp3-1s96 pm32% O- H+ΓωνίεςHC#2,#3H120°HC#2C#3120°CCO120°COO120°OCO120°COH104,45°Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα Ο (OH)-0,51Ο (=O)-0.38C#4-0,09C#2,#3-0,03Η (HC)+0,03Η (OH)+0,32C#1+0,57

 Παραγωγή 
Το κροτονικό οξύ μπορεί να ληφθεί με αρκετές μεθόδους, μερικές από τις οποίες είναι οι ακόλουθες:

 Με οξείδωση Ε-2-βουτενάλης 
Με οξείδωση Ε-2-βουτενάλης παράγεται κροτονικό οξύ:Hans Beyer und Wolfgang Walter: Organische Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1984, , S. 230.

 Με συμπύκνωση αιθανάλης και μαλονικού οξέος 
Με συμπύκνωση αιθανάλης και μαλονικού οξέος, με τη χρήση πυριδίνης (Py) ως διαλύτη, παράγεται κροτονικό οξύ:Hans Beyer und Wolfgang Walter: Organische Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1984, , S. 229–230. 

 Με υδρόλυση 3-βουτενυλονιτριλίου 
Με αλκαλική υδρόλυση 3-βουτενυλονιτριλίου παράγεται κροτονικό οξύ, μετά από ενδιάμεση μετάθεση του διπλού δεσμού:A. Rinne, B. Tollens: "Ueber das Allylcyanür oder Crotonitril", in: Justus Liebigs Annalen der Chemie, 1871, 159 (1), S. 105–109; .C. Pomeranz: "Ueber Allylcyanid und Allylsenföl", in: Justus Liebigs Annalen der Chemie, 1906, 351, S. 354–362; .

 Με αφυδάτωση 3-υδροξυβουτανικού οξέος 
Με αφυδάτωση 3-υδροξυβουτανικού οξέος, που πραγματοποιειται με απλή απόσταξη του τελευταίου, παράγεται κροτονικό οξύ:F. Beilstein: "Handbuch der organischen Chemie", 3. Auflage, 1. Band. Verlag Leopold Voss, 1893. S. 506 (Volltext).

 Κρυσταλλογραφικές ιδιότητες 
Το κροτονικό οξύ κρυσταλλώνεται στο μονοκλινές κρυσταλλικό σύστημα, στην ομάδα διαστήματος P21/a (ομάδα διαστήματος 14, θέση 3) με παραμέτρους πλέγματος a = 971 pm, b = 690 pm, c = 775 pm και β = 104.0°. Η μονάδα κελιού περιέχει τύπο 4 μονάδων.

 Αντιδράσεις και παράγωγα 

 Υδρογόνωση 
Το κροτονικό οξύ μετατρέπεται σε βουτυρικό οξύ με υδρογόνωση, για παράδειγμα με αναγωγή με ψευδάργυρο και θειικό οξύ:

 Αλογόνωση 
Το κροτονικό οξύ, μετά από αλογόνωση με χλώριο ή βρώμιο, μετατρέπεται σε 2,3-διαλοβουτανικό οξύ:

 Υδραλογόνωση 
Το κροτονικό οξύ, μετά από υδραλογόνωση με υδροβρώμιο, μετατρέπεται σε 3-βρωμοβουτανικό οξύ:

 Υδροξυαλογόνωση 
Το κροτονικό οξύ, μετά από υδροξυαλογόνωση με υποχλωριώδες οξύ, μετατρέπεται σε 3-υδροξυ-2-χλωροβουτανικό οξύ:

 Οξείδωση 
Το κροτονικό οξύ μπορεί να οξειδωθεί με αλκαλικό διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου, σχηματίζοντας 2,3-διυδροξυβουτανικό οξύ:

 Εστεροποίηση 
Το κροτονικό οξύ, μετά από εστεροποίηση με κάποια αλκοόλη (ROH), σχηματίζει τον αντίστοιχο κροτονικό αλκυλεστέρα:

 Ανυδρίτης 
Το κροτονικό οξύ, μετά από συνθέρμανση με οξικό ανυδρίτη [(CH3CO)2O], σχηματίζει κροτονικό ανυδρίτη:

 Θρεονίνη 
Η ρακεμεική (DL-)θρεονίνη μπορεί να παραχθεί από το ρακεμεικό κροτονικό οξύ με α-ενεργοποίηση, χρησιμοποιώντας αμμωνία και οξικό υδράργυροCarter, H. E.; West, H. D. (1955), "dl-Threonine", Org. Synth.; Coll. Vol. 3: 813



 Πηγές 
 Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985
 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
 Πολυχρόνη Σ. Καραγκιοζίδη: Ονοματολογία οργανικών ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1991, Έκδοση Β΄.
 Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, Έκδοση Β΄.
 Δ. Νικολαΐδη: Ειδικά κεφάλαια Οργανικής Χημεία, Θεσσαλονίκη 1983.

 Αναφορές και σημειώσεις 

Κατηγορία:Αλκενικά οξέα
Κατηγορία:C4