Κυκλοπροπαναμίνη

Η κυκλοπροπαναμίνηΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλικά cyclopropanamine) είναι μια οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και άζωτο, έχει χημικό τύπο C3H7N, είναι η απλούστερη κυκλοαλκαναμίνη, δηλαδή μονοκυκλική κορεσμένη μονοαμίνη. Η καθαρή κυκλοπροπαναμίνη, στις συνηθισμένες συνθήκες, δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο υγρό, παράγωγο της αμμωνίας, από την οποία προκύπτει (θεωρητικά) με αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου από κυκλοπροπύλιο. Ομοίως, όμως, μπορεί να θεωρηθεί ως παράγωγο του κυκλοπροπανίου, με αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου από αμινομάδα (-NH2). Με βάση το χημικό τύπο του (C3H7N) έχει τα ακόλουθα 11 ισομερή θέσης:
 1-προπεν-1-αμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: CH3CH=CHNH2 (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
 1-προπεν-2-αμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: CH2=CHCH2NH2.
 2-προπεναμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: CH3C(NH2)=CH2.
 N-μεθυλαιθεναμίνη ή βινυλομεθυλαμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: CH3NHCH=CH2.
 1-προπανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: CH3CH2CH=NH.
 2-προπανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: CH3C(=NH)CH3.
 N-μεθυλαιθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: CH3N=CHCH3.
 Ν-αιθυλομεθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: CH2=NCH2CH3.
 Αζετιδίνη ή 1,3-επαζωπροπάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 50 px.
 2-μεθυλαζιριδίνη ή 1,2-επαζωπροπάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 100 px.
 N-μεθυλαζιριδίνη ή Ν-μεθυλεπαζαιθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο 80 px.

 Ονοματολογία 

Η ονομασία «κυκλοπροπαναμίνη» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το αρχικό πρόθεμα «κυκλο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) δακτυλίου ανά μόριο της ένωσης, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα στην κύρια (και μοναδική εφόσον δεν δηλώνονται υποκαταστάτες) ανθρακική αλυσίδα της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-αμίνη» φανερώνει ότι περιέχει μια αμινομάδα ως κύρια χαρακτηριστική ομάδα.

 Δομή 

Η δομή της μπορεί να βρεθεί αν αντικατασταθεί ένα άτομο υδρογόνου από ένα μόριο κυκλοπροπανίου με αμινομάδα.
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-Hσ2sp2-1s108,7 pm3% C- H+C-C-Cσ τριών ηλεκτρονίων και τριών κέντρων2sp2-2sp2-2sp2151 pm (C-C)C-C-Cπ τριών ηλεκτρονίων και τριών κέντρων2p-2p-2p151 pm (C-C)C-Nσ2sp2-2sp3149 pm6% C+ Ν-Ν-Hσ2sp3-1s101,7 pm17% N- H+Κατανομή φορτίωνσε ουδέτερο μόριο N-0,40 C#2,#3-0,06 C#1+0,03 Η (Η-C)+0,03 Η (H-N)+0,17

 Παραγωγή 

 Με αμμωνία και αλοκυκλοπροπάνιο 

Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε αλοκυκλοπροπάνιο (μέθοδος Hofmann) παράγεται κυκλοπροπαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Α.:
50 px

50 px
 Συμπαράγονται δικυκλοπροπυλαμίνη και τρικυκλοπροπυλαμίνη. Η χημική κινητική καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.

 Με κυκλοπροπυλίωση φθαλιμιδικού καλίου 

Με κυκλοπροπυλίωση φθαλιμιδικού καλίου (σύνθεση Gabriel) παράγεται κυκλοπροπαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Β.:
100 px  50 px  N-κυκλοπροπυλοφθαλιμίδιο  50 px  100 px

 Με αναγωγή αζωτούχων ενώσεων 

1. Με αναγωγή νιτροκυκλοπροπανίου παράγεται κυκλοπροπαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2α και σελ. 247, §10.6.4α.:
50 px  50 px

2. Με αναγωγή κυκλοπροπανιμίνης παράγεται κυκλοπροπαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2δ.:
κυκλοπροπανιμίνη  50 px

 Με αποικοδόμηση κυκλοπροπυλμεθαναμίδιου 

Με αποικοδόμηση κυκλοπροπυλομεθαναμίδιου, μετάθεση Hofmann) παράγεται κυκλοπροπαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B3.:
κυκλοπροπυλομεθαναμίδιο  50 px
 Το BrOK παράγεται επιτόπου («in citu») με την αντίδραση:

 Με χλωραμίνη σε κυκλοπροπυλομαγνησιοαλογονίδιο 

Με επίδραση χλωραμίνης (NH2Cl) σε αλοκυκλοπροπυλομαγνήσιο παράγεται κυκλοπροπαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Γ3.:
50 px
 αλοκυκλοπροπυλομαγνήσιο  50 px

 Από 1,3-διαλο-2-προπαναμίνη 

Με επίδραση ψευδαργύρου σε 1,3-διαλο-2-προπαναμίνη παράγεται κυκλοπροπαναμίνη, με ενδομοριακή αντίδραση WurtzΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.154, §6.5.Β1:
 50 px

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Η κυκλοπροπαναμίνη συνδυάζει τις ιδιότητες αμίνης με εκείνες ένωσης με κυκλοπροπυλικό δακτύλιο (αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης).

 Παραδείγματα αντιδράσεων κυκλοπροσθήκης 

 Καταλυτική υδρογόνωση 

Με καταλυτική υδρογόνωση σε κυκλοπροπαναμίνη παράγεται προπαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 160, §6.11.:
50 px 

 Υδραλογόνωση 

Με κυκλοπροσθήκη υδραλογόνου (ΗΧ) σε κυκλοπροπαναμίνη παράγεται αρχικά η ασταθής 1-αλοπροπαναμίνη, που αφυδραλογονώνεται παράγοντας τελικά προπανιμίνη:
50 px 

 Υδροξυαλογόνωση 

Με κυκλοπροσθήκη υπαλογονώδους οξέος (HOX) σε κυκλοπροπαναμίνη παράγεται αρχικά η ασταθής 3-αλο-1-αμινο-1-προπανόλη, που αφυδατώνεται παράγοντας τελικά 3-αλοπροπανιμίνη:
50 px 

 Ενυδάτωση 

Με κυκλοπροσθήκη ύδατος σε κυκλοπροπαναμίνη παράγεται ΄ 1-αμινο-1-προπανόλη, που αφυδατώνεται παράγοντας τελικά προπανιμίνη:
50 px 

 Διυδροξυλίωση 

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε κυκλοπροπαναμίνη, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται κυκλοπροπαναμίνη 1-αμινο-1,3-προπανoδιόλη, που αφυδατώνεται παράγοντας τελικά 3-ιμινο-1-προπανόλη:
50 px 

 Αντιδράσεις ως αμίνη 

 Συμπεριφορά βάσης 

Παράγει άλατα με οξέα. Π.χ.:
50 px

χλωριούχο κυκλοπροπυλαμμώνιο

 Αλκυλίωση 

Παράγει δευτεροταγείς κυκλοπροπυλαμίνες με αλκυλαλογονίδια (RX). Π.χ.:
50 px

αλκυλοκυκλοπροπυλαμίνη

 Ακυλίωση 

Παράγει δευτεροταγή αμίδια με ακυλαλογονίδια (RCOX). Π.χ.:
50 px

αλκανοκυκλοπροπυλαμίδιο

 Ιμίνες 

Με καρβονυλικές ενώσεις δείνει ιμίνες. Π.χ. με αλδεΰδες (RCHO) δίνει:
50 px

Ν-κυκλοπροπυλο-1-αλκανιμίνη

 Οξείδωση 

Οξειδώνεται προς νιτροκυκλοπροπάνιο:
50 px

50 px

ή

50 px

30 px

50 px

 Παρεμβολή καρβενίων 

 Τα καρβένια μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-Η και N-H. Π.χ. με μεθυλένιο έχουμεΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.:
50 px
 2-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνη  N-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνη  1-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνη
 Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε;
1. Παρεμβολή στους τέσσερεις (4) ισότιμους δεσμούς C#2,#3H2-H. Παράγεται 2-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνη.
2. Παρεμβολή στους δύο (2) ισότιμους δεσμούς NH-H. Παράγεται N-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνη.
3. Παρεμβολή στον δεσμό C#1-H. Παράγεται 1-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνη.

Προκύπτει, επομένως, μίγμα 2-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνης ~57%, N-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνης ~29% και 1-μεθυλοκυκλοπροπαναμίνης ~14%.

 Σημειώσεις και αναφορές 

 Πηγές 
 Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
 Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
 SCHAUM'S OUTLINE SERIES, Οργανική Χημεία, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982

Κατηγορία:Οργανικές αμίνες
Κατηγορία:C3
Κατηγορία:Κυκλοπροπάνια