Φθοροξυλομεθάνιο

Το φθοροξυλομεθάνιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο CH3OF. Είναι ο απλούστερος εστέρας του υποφθοριώδους οξέος (HOF), δηλαδή θεωρητικά παράγεται με εστεροποίηση του τελευταίου με μεθανόλη. Σύμφωνα με το χημικό τύπο του έχει ένα (1) ισομερές θέσης, τη φθορομεθανόλη (FCH2OH), που είναι μια ασταθής αλαλκανόλη που αφυδροφθοριώνεται γρήγορα σχηματίζοντας μεθανάληΔιαδικτυακός τόπος Journal of Orgsnic Chemistry.

 Ιστορία 

Μέχρι τελευταία, το φθοροξυλομεθάνιο συγκαταλέγονταν στις «υποθετικές εξωτικές μικροοργανικές ενώσεις», μαζί με το ηλιομεθάνιο (CH3He), το ηλιοξυλομεθάνιο (CH3OHe) και άλλες, δηλαδή ανήκε στις σχετικά μικρής μοριακής μάζας οργανικές χημικές ενώσεις, που η ύπαρξή τους βασίζεται μόνο σε θεωρητικά μοντέλα. Ωστόσο, λίγο αργότερα, υπήρξαν μελέτες ηλεκτρονιόφιλης προσθήκης των συστατικών ομάδων CH3Ο και F, σε διαλύματα που συμπεριείχαν μεθανόλη και φθόριο ή άλλα ισχυρά φθοριωτικά μέσα και αυτό έδειξε τελικά ότι η ένωση φθοροξυλομεθάνιο πράγματι παράγεται, έστω και προσωρινά. Τελικά η ένωση απομονώθηκε το 1992 και αυτό άνοιξε το δρόμο για ευρύτερη μελέτη και χρήση:

 Δομή 

Η δομή του ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν της μεθανόλης, με φθόριο αντί υδρογόνου στο υδροξύλιο.

ΔεσμοίΤα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, πυριτίου και υδρογόνου και τις πηγές«Table of periodic properties of the Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982»Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Hσ2sp2-1s107 pm3% C- H+C-Oσ2sp3-2sp3150 pm19% C+ O-O-Fσ2sp2-2sp3135 pm7% O+ F-Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα Ο -0,12F -0,07C +0,10Η (C-H)+0,03

 Παραγωγή 

Με την επίδραση φθορίου (F2) σε διάλυμα μεθανόλης (CH3OH) σε αιθανονιτρίλιο (CH3CN) ή και βουτανονιτρίλιο (CH3CH2CH2CN) παράγεται ασταθές διάλυμα φθοροξυλομεθανίου:

 Χημική συμπεριφορά και παράγωγα 

Αποτελεί το σχεδόν μοναδικό ηλεκτρονιόφιλο αντιδραστήριο θετικού μεθοξυλίου (CH3O+), με μόνη άλλη υπαρκτή εξαίρεση το ακόμη ασταθέστερο ξενοξυλομεθάνιο (CH3OXe), που υπάρχει μόνο με τη μορφή του συμπλόκου [CH3OXe]+[BF4]-, σε ευθεία αντίθεση με το πιο συνηθισμένο αρνητικό μεθοξύλιο (CH3O-), που παρέχουν τα υπόλοιπα αλοξυλομεθάνια (CH3OX, όπου X χλώριο, βρώμιο, ή ιώδιο). Σε επίπεδο στερεοχημείας είναι κυρίαρχες οι «αντί» αντιδράσεις προσθήκης του, όχι όμως σε βαθμό που να θεωρηθεί στερεοειδικό αντιδραστήριο. Μερικά παραδείγματα χρήσης του είναι τα ακόλουθα:

 Αυτοδιάσπαση 

Το πρόβλημα σταθερότητας στο φθοροξυλομεθάνιο είναι η στερεοχημική εγγύτητα του υδρογόνου και φθορίου στο ίδιο μόριο, γεγονός που σημαίνει ότι σύντομα το μόριο αυτό αφυδροφθοριώνεται παράγοντας μεθανάλη και υδροφθόριο:

 Αντιδράσεις υποκατάστασης 

 Υποκατάσταση σε υδροξύλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε υδροξείδια, π.χ. σε υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), παράγεται υδροϋπεροξυμεθάνιο, ένα αστσθές και εκρηκτικό υδροϋπεροξυαλκάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.:

 Υποκατάσταση σε αλκοξύλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε αλκοολικό άλας, π.χ. αλκοολικό νάτριο (RONa), παράγεται αλκυλομεθυλυπεροξείδιο, ένα αστσθές και εκρηκτικό οργανοϋπεροξείδιο:

 Υποκατάσταση από αλκινύλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε αλκινικό άλας, π.χ. αλκινικό νάτριο (RC≡CNa), παράγεται 1-μεθοξυαλκίνιο:

 Υποκατάσταση από ακύλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε καρβοξυλικό άλας, π.χ. καρβοξυλικό νάτριο (RCOONa), παράγεται ασταθής καρβοξυλικός υπεροξυεστέρας:

 Υποκατάσταση από κυάνιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε κυσνιούχο άλας, π.χ. κυανιούχο νάτριο (NaCN), παράγεται μεθοξυμεθανονιτρίλιο (CH3OCN):

 Υποκατάσταση από αλκύλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε οργανομεταλλική ένωση, π.χ. αλκυλολίθιο (RLi), παράγεται μεθοξυαιθέρας:

 Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) παράγεται μεθοξυθειόλη (CH3OSH), που είναι ο μεθυλεστέρας της θειανόλης (HSOH):

 Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε θειολικό νάτριο (RSNa) παράγεται μεθοξυθειαιθέρας (RSOH3):

 Υποκατάσταση από αλογόνο 

1. Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε άλας άλλου αλογόνου, π.χ. NaX, όπου X χλώριο, βρώμιο ή ιώδιο, παράγεται το αντίστοιχο αλοξυλομεθάνιο (CH3OX):

2. Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε αλκυλαλογονίδιο (RX) άλλου αλογόνου, π.χ. NaX, όπου X χλώριο, βρώμιο ή ιώδιο, παράγεται το αντίστοιχο αλοξυμεθάνιο (CH3OX) και το αντίστοιχο αλκυλοφθορίδιο:

 Υποκατάσταση από αμινομάδα 

Με επίδραση φθοροξυμεθανίου σε αμμωνία (NH3) παράγεται μεθοξυαμίνη (CH3ONH2):

 Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα 

Με επίδραση φθοροξυμεθανίου σε πρωυτοταγή αμίνη (RNH2) παράγεται αλκυλομεθυλοξυαμίνη (RNHCH3):

 Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα 

Με επίδραση φθοροξυμεθανίου σε δευτεροταγή αμίνη (R'NHR) παράγεται διαλκυλομεθοξυαμίνη [R'N(OCH3)R]:

 Υποκατάσταση από φωσφύλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε φωσφίνη σχηματίζει μεθοξυφωσφίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.Α1, R = CH3O, X = F.:

 Υποκατάσταση από σιλύλιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται μεθανόλη και φθοροσιλάνιοΑ. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.:

 Υποκατάσταση από υδρίδιο 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου σε υδρίδιο μετάλλου, π.χ. σε υδρίδιο του λιθίου (LiH), παράγεται μεθανόλη και φθοριούχο λίθιο (ή το αντίστοιχο άλας του άλλου μετάλλου, αν είχαμε άλλο υδρίδιο):

 Ηλεκτρονιόφιλη αρωματική υποκατάσταση 

Με επίδραση φθοροξυλομεθανίου π.χ. σε βενζόλιο παράγεται ανισόλη και υδροφθόριο:

 Αντιδράσεις προσθήκης 

1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς C-C. Π.χ. με αιθένιο δίνει 1-μεθοξυ-2-φθοραιθάνιο:

2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς C-C. Π.χ. με αιθίνιο δίνει 1-μεθοξυ-2-φθοραιθένιο:

3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς C-C. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο δίνει (συνήθως) 1-μεθοξυ-4-φθορο2-βουτένιο, με 1,4-προσθήκη:

4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει 1-μεθοξυ-3-φθοροπροπάνιο:
40px|κυκλοπροπάνιο 

5. Προσθήκη σε ενώσεις με καρβονύλιο. Π.χ. με μεθανάλη δίνει μεθυλο(φθορομεθυλο)υπεροξείδιο, ένα ασταθές και εκρηκτικό οργανοϋπεροξείδιο

6. Προσθήκη σε ιμίνες. Π.χ. με μεθανιμίνη δίνει N-μεθοξυ-1-φθορομεθαναμίνη:

7. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με το οξιράνιο δίνει εκρηκτικό υπεροξείδιο μεθυλο(2-φθοραιθυλ)υπεροξείδιοΝ. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = F.:
30 px 

8. Προσθήκη σε ενώσεις με αζωτούχους τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με το αζιριδίνη δίνει Ν-μεθοξυ-2-φθοραιθαναμίνηΝ. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.3., σελ. 22-25.:
40 px 

 Παρεμβολή μεθυλενίου 

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε φθοροξυλομεθάνιο παράγεται φθοροξυλαιθάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.:

 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
 Διαδικτυακός τόπος JOC (Journal of Organic Chemisrty).

 Παρατηρήσεις και παραπομπές 

Κατηγορία:Αλοξυλαλκάνια
Κατηγορία:Ασταθείς ενώσεις
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις φθορίου