Οξιρένιο

Το οξιρένιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλικά: oxirene) είναι (πιθανώς μόνο) υποθετικήΠροβλέπεται η ύπαρξή της θεωρητικά, αλλά δεν έχει αναφερθεί παρασκευή ή απομόνωσή της. οργανική ετεροκυκλική ένωση, , που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο C2H2O, αν και συνήθως παριστάνεται με το γραμμικό τύπο του, 31x31px. Είναι ένας ετεροκυκλικός αιθέρας. Το μόριό του αποτελείται από έναν τριμελή οξιρανικό δακτύλιο, δηλαδή από δακτύλιο που σχηματίζεται από ένα (1) άτομο οξυγόνου και δύο (2) άτομα άνθρακα, συνδεμένα μεταξύ τους με διπλό δεσμό. Δεν έχει ξεκαθαρισθεί αν μπορεί να σταθεί σαν ξεχωριστή ένωση ή πρόκειται μόνο για μια ασταθή μεταβατική κατάσταση που μπορεί να διατηρηθεί μόνο για κλάσματα δευτερολέπτου.http://dx.doi.org/10.1016/S0166-1280(03)00198-2 RC Mawhinneya and JD Goddard "Assessment of density functional theory for the prediction of the nature of the oxirene stationary point" Για την ώρα, η υπόσταση της ένωσης βρίσκεται κυρίως σε τεχνικές υπολογιστικών μοντέλων. Υπάρχουν, όμως, κάποιες πειραματικές ενδείξεις ύπαρξης της ένωσης, τουλάχιστον ως ενδιάμεση ή μεταβατική κατάσταση, που σχηματίζεται, προσωρινά (έστω), κατά την μετάθεση Γουόλφ (Wolff rearrangement).

Άλλωστε, το οξιράνιο είναι η «μητρική ένωση» για μια σειρά «θυγατρικών» του παραγώγων, που μαζί με τη «μητρική ένωση», ονομάζονται συλλήβδην «οξιρένια», ορισμένα από τα οποία πραγματικά έχουν απομονωθεί.Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροπολικών Ενώσεων», Έκδοση Β΄, Εκδόσεις ΖΗΤΗ, Θεσσαλονίκη 1985, σελ. 19, §2.1.4.

 Ισομέρεια 
Με βάση το μοριακό του τύπο, C2H2O, είναι «τυπικός» υδατάνθρακας (δηλαδή έχει την αναλογία ατόμων υδρογόνου - οξυγόνου 2:1, που έχει και το νερό, αλλά χωρίς να είναι πραγματικό σάκχαρο) και έχει τα ακόλουθα δύο (2) ισομερή:
 Αιθινόλη, έλασσον ταυτομερές της αιθενάλης, με ημισυντακτικό τύπο HC≡COH.
 Αιθενόνη ή κετένη, κύριο ταυτομερές της αιθινόλης, με ημισυντακτικό τύπο CH2=C=O.

 Δομή 

 Η δομή είναι υποθετική, όσο και η ίδια η ένωση. Ακόμη τα υπολογιστικά μοντέλα δεν συμφωνούν μεταξύ τους. Η παρακάτω ανάλυση δομής βασίζεται στην υπόθεση ότι υφίστανται συνηθισμένοι δεσμοί και ότι τα άτομα είναι όλα ηλεκτρικώς ουδέτερα, δηλαδή ότι στην ένωση δε συμμετέχουν ιόντα. Ωστόσο υπάρχουν και άλλες κρατούσες υπόθεσεις, σύμφωνα με την οποία υπάρχουν και δεσμοί τριών κέντρων ή και ηλεκτρικό φορτίο στο άτομο του οξυγόνου.
ΔεσμοίΤα δεδομένα προέρχονται εν 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-Hσ2sp2-1s107 pm3% C- H+C-Oσ2sp2-2sp3147 pm19% C+ O-C=Cσ2sp2-2sp2134 pmπ2p-2pΣτατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα O-0,38H+0,03C#1,#2+0,16

 Παραγωγή οξιρενίων 

Τα οξιρένια μπορούν να παρασκευαστούν με αντίδραση αλκινίων (RC≡CR) με καρβοξυλικά υπεροξέα (RCO3H)V. Franzen: Die Konstitution der aus Dibutylacetylen und Peressigsäure erhaltenen Verbindung C10H18O, in: Chem. Ber. 1954, 87, 1478–1488.M. S. Sheela, K. Sreekumar in: Indian J. Chem. Sect. B, 2006, 45, 943–950.. Η αντίδραση αυτή είναι παρόμοια με την αντίδραση Prileschajew, για τη σύνθεση των οξιρανίων, κατά την οποία αντιδρούν αλκένια με οργανικά υπεροξείδια. Παράδειγμα αποτελεί η ακόλουθη σύνθεση 2,3-διβουτυλοξιρένιου από 4-οκτίνιο και αιθανικό υπεροξύ:
κέντρο|χωρίς-πλαίσιο|440x440εσ|Σύνθεση 2,3-διβουτυλοξιρένιου από 4-οκτίνιο και αιθανικό υπεροξύ.
Μια άλλη σύνθεση ξεκινά από α,α-διβρωμοκετόνες, οπότε με πυρηνόφιλη προσβολή από βάση (όπως το μεθανολικό νάτριο) στο άτομο οξυγόνου (του καρβονυλίου) σχηματίζει οξιρενικό δακτύλιο:W. Madelung, M. E. Oberwegner: Untersuchungen in der Reihe der drei- und sechsgliedrig-cyclischen Oxidoverbindungen, in: Liebigs Ann., 1931, 490, 201–235.
κέντρο|χωρίς-πλαίσιο|330x330εσ

 Χημική συμπεριφορά οξιρενίων 

Στο μόριο του οξιρενίου υπάρχει μεγάλη ενέργεια γωνιακής παραμόρφωσης δεσμών, λόγω αναγκαστικής παραμόρφωσης δεσμικών γωνιών, περίπου όπως συμβαίνει και στο κυκλοπροπένιο. Συνεπώς, τα οξιρένια συνδυάζουν τις ιδιότητες κυκλοπροπενίων και οξιρανίων. Δηλαδή, τα οξιρένια αντιδρούν εύκολα και με ηλεκτρονιόφιλα και με πυρηνόφιλα με άνοιγμα του δακτυλίου (αντιδράσεις 1,3-κυκλοπροσθήκης με διάνοιξη δακτυλίου), σχεδόν πάντα με διάσπαση ενός δεσμού C-O. Επιπλέον, ο διπλός δεσμός είναι διαθέσιμος για αντιδράσεις προσθήκης και σε αυτόν.

 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.
 Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Έκδοση Β΄, Εκδόσεις ΖΗΤΗ, Θεσσαλονίκη 1985.

 Αναφορές και σημειώσεις 

Κατηγορία:Ετεροκυκλικοί αιθέρες
Κατηγορία:Τυπικοί υδατάνθρακες
Κατηγορία:Ενώσεις με τριμελή δακτύλιο
Κατηγορία:C2
Κατηγορία:Ασταθείς ενώσεις
Κατηγορία:Μητρικές ενώσεις