Διμεθυλοφθοροπροπάνιο

To διμεθυλοφθοροπροπάνιο ή νεοπεντυλοφθορίδιο είναι ένα αλκυλογονίδιο. Με βάση το χημικό τύπο του, C5H11F, έχει τα ακόλουθα επτά (7) ισομερές θέσης:
 1-φθοροπεντάνιο.
 2-φθοροπεντάνιο.
 3-φθοροπεντάνιο.
 2-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο.
 2-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο.
 3-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο.
 3-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο.

 Ονοματολογία 

Η ονομασία «διμεθυλοφθοροπροπάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά κύρια ανθρακική αλυσίδα της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει χαρακτηριστικές ομάδες που έχουν χαρακτηριστικές καταλήξεις. Το αρχικό πρόθεμα «φθορο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου φθορίου ανά μόριο της ένωσης. Τέλος, το πρόθεμα «διμέθυλο-», που προτάσσεται του προθέματος φθορο-, γιατί δ < φ, σύμφωνα με την ελληνική αλφαβητική σειρά, δηλώνει την ύπαρξη δύο διακλαδώσεων του ενός ατόμου άνθρακα η καθεμιά. Οι αριθμοί θέσης, -1- για το φθόριο και 2,2- για τα δυο μεθύλια αποτελούν πλεονασμό, γιατί δεν υπάρχει άλλο ιαομερές διμεθυλοφθοροπροπάνιο. Σημειώνεται, ακόμη, ότι η αγγλόφωνη ονομασία της ένωσης είναι (2,2-)dimethyl(-1-)fluoropropane, γιατί σύμφωνα με την αγγλική αλφάβητο είναι d < f.

 Μοριακή δομή 

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-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+C-Cσ2sp3-2sp3154 pmC-Fσ2sp3-2sp3139 pm43% C+ F-Κατανομή φορτίωνσε ουδέτερο μόριο F-0,43 H+0,03 C#1+0,37 C#20,00 C#3,#1΄,#1΄΄-0,09

 Παραγωγή 

 Με φωτοχημική φθορίωση 

Με φωτοχημική φθορίωση διμεθυλοπροπανίου παράγεται ως μοναδικό μονοαλοπαράγωγο το διμεθυλοφθοροπροπάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.2.:

 Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυφθοροπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας διμεθυλοπροπανίου.
 Η μέθοδος είναι χρήσιμη ακόμη και αν επιθυμείται το ένα μόνο ισομερές, αφού είναι σχετικά εύκολος ο διαχωρισμός από τα βαρύτερα πολυφθοροπαράγωγα.

 Με υποκατάσταση υδροξυλίου από φθόριο 

Με επίδραση υδροφθορίου (HF) σε διμεθυλοπροπανόλη ((CH3)3CCH2OH)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.1, R = (CH3)3CCH2, X = F.:

 Συνήθως το υδροφθόριο παρασκευάζεται επιτόπου με την αντίδραση:

 Με υποκατάσταση χλωρίου από φθόριο 

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε διμεθυλοχλωροπροπάνιο ((CH3)3CCH2Cl)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.Πραγματοποιείται και με υποκατάσταση βρωμίου ή ιωδίου, αλλά πιο αργά και δύσκολα.:

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Αντιδράσεις υποκατάστασης 

 Οι αντιδράσεις είναι πολύ πιο αργές σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων, γιατί ο μηχανισμός που επικρατεί σ' αυτές τις αντιδράσεις υποκαταστάσεως είναι ο SN2.

 Υποκατάσταση από υδροξύλιο 

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται διμεθυλοπροπανόλη ((CH3)3CCH2OH)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.:

 Υποκατάσταση από αλκοξύλιο 

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκυλονεοπεντυλαιθέρα ((CH3)3CCH2OR):

 Υποκατάσταση από αλκινύλιο 

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο (RC≡CCH2C(CH3)3). Π.χ.:

 Υποκατάσταση από ακύλιο 

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό νεοπεντυλεστέρα (RCOOCH2C(CH3)3):

 Υποκατάσταση από κυάνιο 

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει διμεθυλοβουτανονιτρίλιο ((CH3)3CCH2CN):

 Υποκατάσταση από αλκύλιο 

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

 Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο 

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει διμεθυλοπροπανοθειόλη ((CH3)3CCH2SH):

 Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο 

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλονεοπεντυλοθειαιθέρα (RSCH2C(CH3)3):

 Υποκατάσταση από ιώδιο 

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει διμεθυλιωδοπροπάνιο ((CH3)3CCH2I):

 Υποκατάσταση από αμινομάδα 

Με αμμωνία (NH3) σχηματίζει διμεθυλοπροπαναμίνη ((CH3)3CCH2NH2):

 Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα 

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) σχηματίζει N-αλκυλοδιμεθυλοπροπαναμίνη (RNHCH2C(CH3)3):

 Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα 

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει N,N-διαλκυλοδιμεθυλοπροπαναμίνη [R'N(CH2C(CH3)3)R]:

 Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα 

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει φθοριούχο N,N,N-τριαλκυλονεοπεντυλαμμώνιο [R'N(CH2C(CH3)3)(R)R"]F}Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 243, §10.2.Α, R = CH2C(CH3)3, X = F.:

 Υποκατάσταση από φωσφύλιο 

Με φωσφίνη σχηματίζει διμεθυλοπροπανοφωσφαμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.Α1, R = CH2C(CH3)3, X = F.:

 Υποκατάσταση από νιτροομάδα 

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει διμεθυλονιτροπροπάνιο ((CH3)3CCH2NO2)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH2C(CH3)3, X = F.:

 Υποκατάσταση από φαινύλιο 

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται νεοπεντυλοβενζόλιο:

 Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων 

1. Με λίθιο (Li σχηματίζει νεοπεντυλολίθιοΑ. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §5.1. σελ.82:

2. Με μαγνήσιο (Mg) σχηματίζει νεοπεντυλομαγνησιοφθορίδιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH2C(CH3)3, X = F.:

 Αναγωγή 

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται διμεθυλοπροπάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α, R = CH2C(CH3)3, X = F.:

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται μεθυλοβουτάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β, R = CH2C(CH3)3, X = F.:

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται μεθυλοβουτάνιοΑ. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.:

4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.:

 Αντιδράσεις προσθήκης 

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 4,4-διμεθυλο-1-φθοροπεντάνιο ((CH3)3CCH2CH2CH2F)SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, για Ε = CH2C(CH3)3 και Nu = F.:

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 4,4-διμεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο ((CH3)3CCH2CH=CHF)SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, εφαρμογή για αλκίνια και για Ε = CH2C(CH3)3 και Nu = F με βάση και την §8.1, σελ. 114-116.:

3. Η αντίδραση του διμεθυλοφθοροπεντανίου με συζυγή αλκαδιένια αντιστοιχεί κυρίως σε 1,4-προσθήκη, αν και είναι επίσης δυνατές η 1,2-προσθήκη και η 3,4-προσθήκη, με τη χρήση κατάλληλων συνθηκών. Π.χSCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, εφαρμογή για αλκαδιένια και για Ε = CH2C(CH3)3 και Nu = F με βάση και την §8.2, σελ. 116-117.:
 (1,4-προσθήκη)

 (1,2-προσθήκη)

 (3,4-προσθήκη)
4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 5,5-διμεθυλο-1-φθορεξάνιοSCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, εφαρμογή για κυκλοαλκάνια και για Ε = CH2C(CH3)3 και Nu = F σε συνδυασμό με Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §1.2., σελ. 22-25:
40px|κυκλοπροπάνιο 
5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει 1-νεοπεντυλοξυ-2-φθοραιθάνιοΝ. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = F.:
30 px 

 Παρεμβολή καρβενίων 

 Τα καρβένια (π.χ. [:CH2]) μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H. Π.χ. έχουμεΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.:

 Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε;
1. Παρεμβολή στους εννέα (9) δεσμούς C#3,#1΄,#1΄΄H2-H. Παράγεται 2,2-διμεθυλοφθοροβουτάνιο.
2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#1H-H: Παράγεται 3,3-διμεθυλοφθοροβουτάνιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 2,2-διμεθυλοφθοροβουτάνιου ~63% και 3,3-διμεθυλοφθοροβουτάνιου ~18%.

 Παραγωγή και παρεμβολή νεοπεντυλενίου 

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υδροξείδιου του καλίου αποσπάται υδροφθόριο παράγοντας νεοπεντυλένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3, R = (CH3)3CCH2F, CH3F αντί CH3Cl.:

 Το ασταθές νεοπεντυλένιο στη συνέχεια συμπεριφέρεται σα δίριζα και παρεμβάλλεται σε δεσμούς C-Η ή προσθέτεται σε πολλαπλούς δεσμούς, σχηματίζοντας τριμελείς δακτύλιους. Παραδείγματα:

1. Παρεμβολή στον εαυτό του:

2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο:
 τριτοταγές βουτυλοκυκλοπροπάνιο

3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο:
 3-τριτοταγές βουτυλοκυκλοπροπένιο

4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο:
 7-τριτοταγές βουτυλοκυκλοεπτατριένιο

5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη:
 τριτοταγές βουτυλοξιράνιο

 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
 Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985

Κατηγορία:Αλκυλαλογονίδια
Κατηγορία:Φθοροπεντάνια