Χλωραιθανάλη

Η χλωραιθανάλη ή χλωρακεταλδεΰδη () είναι οργανική Χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, Οξυγόνο, υδρογόνο και χλώριο με μοριακό τύπο C2H3OCl, αν και παριστάνεται συχνά και με τον λίγο αναλυτικότερο τύπο ClCH2CHO (ή την ισοδύναμη μορφή CH2ClCHO). Είναι μια από τις απλούστερες αλαλδεΰδη, δηλαδή αλογονούχος αλδεΰδη. Όπως και κάποιες συγγενικές ενώσεις, η χλωραιθανάλη είναι ένα ισχυρό ηλεκτρονιόφιλο (ακυλιωτικό) αντιδραστήριο και γι' αυτό ένα δυνάμει επικίνδυνο ακυλιωτικό μέσο. Η ένωση δεν βρίσκεται κανονικά στην άνυδρη μορφή της, αλλά μάλλον στην ενυδατωμένη της ακεταλική μορφή, δηλαδή ως 2-χλωρο-1,1-αιθανοδιόλη, ClCH2CH(OH)2. Η χλωραιθανάλη είναι μια χρήσιμη πρόδρομη ένωση για τη σύνθεση π.χ. 2-αμινοθειαζόλιου ή και πολλών άλλων φαρμακευτικών προϊόντων. Μια άλλη χρήση της είναι να διευκολύνει την αφαίρεση του φλοιού από κορμούς δέντρων.

 Ισομέρεια 
Με βάση τον μοριακό της τύπο, έχει τα ακόλουθα πέντε (5) ισομερή θέσης:
 Αιθανοϋλοχλωρίδιο, ένα ακυλαλογονίδιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3COCl.
 Χλωροξυαιθένιο, ένας εστέρας του υποχλωριώδους οξέος (HOCl), με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHOCl.
 1-χλωραιθενόλη, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(Cl)OH, έλασσον ταυτομερές του αιθανοϋλοχλωρίδιου.
 2-χλωραιθενόλη, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή, μια ασταθής αλενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο ClCH=CHOH, έλασσον ταυτομερές της χλωραιθανάλης.
 Χλωροξιράνιο, ένα αλογονοπαράγωγο του οξιρανίου.

 Παραγωγή 

 Από βινυλοχλωρίδιο 

Με χλωρίωση ένυδρου βινυλοχλωρίδιου, παράγεται τελικά χλωραιθανάλη:

 Το ένυδρο χλώριο αντιστοιχεί σε υποχλωριώδες οξύ, που με προσθήκη στο χλωραιθένιο δίνει αρχικά την ασταθή 1,2-διχλωραιθανόλη, που αφυδροχλωριώνεται, σχηματίζοντας τελικά τη χλωραιθανάλη.

 Με καταλυτική οξείδωση (2-χλωραιθυλο)βενζόλιου 

Με καταλυτική οξείδωση (2-χλωραιθυλο)βενζόλιου (PhCH2CH2Cl) παράγεται φαινόλη (PhOH) και χλωραιθανάλη:

 Με μερική οξείδωση 2-χλωραιθανόλης 

Με μερική οξείδωση 2-χλωραιθανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίουΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.:

 Με οζονόλυση 1,4-διχλωρο-2-βουτένιου 

Με οζονόλυση 1,4-διχλωρο-2-βουτενίου παράγεται τελικά χλωραιθανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.:

 Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 1,4-διχλωρο-2,3-βουτανοδιόλη 

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 1,4-διχλωρο-2,3-βουτανοδιόλη παράγεται χλωραιθανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.:

 Χημική συμπεριφορά και παράγωγα 

Η χλωραιθανόλη είναι μια διλειτουργική ένωση, αφού περιέχει δυο λειτουργικές ομάδες, το χλώριο και την αλδεϋδομάδα. Το γεγονός αυτό την καθιστά μια ευέλικτη πρόδρομη ένωση, για πολλές ετεροκυκλικές ενώσεις και όχι μόνο. Για παράδειγμα, συμπυκνώνεται με παράγωγα της θειουρίας, για να δώσει αμινοθειαζόλες. Η αντίδραση αυτή ήταν κάποτε σημαντική, ως πρόδρομη για την παραγωγή σουλφαθειαζόλης, ενός από τα πρώτα σουλφοφάρμακαReinhard Jira, Erwin Kopp, Blaine C. McKusick, Gerhard Röderer, Axel Bosch, Gerald Fleischmann “Chloroacetaldehydes“ in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_527.pub2..

 Αντιδράσεις καρβονυλίου 

 Ταυτομέρεια με 2-χλωραιθενόλη 

Η χλωραιθανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της 2-χλωραιθενόλη. Αυτή η χημική ισορροπία, μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεωνΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.:

 Το #2 άτομο άνθρακα συνδέεται με χλώριο, που είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό από το οξυγόνο, με το οποίο συνδέεται το #1. Έτσι, σε αντιδράσεις προσθήκης ενώσεων τύπου δ+ABδ- σε αυτήν, το αποτέλεσμα θα είναι CH(Cl)ACH(B)OH.

 Αναγωγή προς 2-χλωραιθανόλη 

Με καταλυτική υδρογόνωση, μπορεί να αναχθεί η 2-χλωραιθανάλη προς 2-χλωραιθανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2. και σελ. 187, §7.3.3α.:

 Οξείδωση προς χλωραιθανικό οξύ 

Μπορεί να οξειδωθεί προς χλωραιθανικό οξύΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.;

1. Με υπερμαγγανικό κάλιο:

2. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

3. Με οξυγόνο:

4. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

5. Με αντιδραστήρια Fehling:

 Οι αντιδράσεις 4-5 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

 Προσθήκη ύδατος 

Με προσθήκη ύδατος σε χλωραιθανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 2-χλωρο-1,1-αιθανοδιόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.:

 Προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης 

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-χλωρομεθυλο-1,3-διοξολάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.:
 2-χλωρομεθυλο-1,3-διοξολάνιο

 Προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης 

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-χλωρομεθυλο-1,3-διθειολάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2 και §9.5.5β:
 2-χλωρομεθυλο-1,3-διθειολάνιο

 Το 2-χλωρομεθυλο-1,3-διθειολάνιο μπορεί να υποστεί αποθείωση Raney με νικέλιο και υδρογόνο, σχηματίζοντας μίγμα από χλωραιθάνιο και αιθάνιο:
2-χλωρομεθυλο-1,3-διθειολάνιο 

 Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες 

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση KnoevenagelΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.:

 Επίδραση φωσφοροϋλιδίων 

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 1,2-διαλκυλο-3-χλωρο-1-προπένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.:
 Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων 

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στον διπλό δεσμό C=Ο που περιέχει η χλωραιθανάλη. Π.χ.:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.:

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 2-υδροξυ-3-χλωροπροπανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2-υδροξυ-3-χλωροπροπανικό οξύ:

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 1-υδροξυ-2-χλωραιθανοσουλφονικό οξύ:

3. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 1,1,2-τριχλωραιθάνιο:

 Αλογόνωση 

Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή 2-χλωραιθενόλη. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλο-2-χλωραιθανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά αλοχλωραιθανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.13.:

 Επίδραση υδραζωτικού οξέος 

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος παράγεται χλωραιθανονιτρίλιο και χλωρομεθυλαμινομεθανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.:

 Προσθήκη αλκοολών 

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-2-χλωραιθανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 1,1-διαλκοξυ-2-χλωραιθάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.:

 Τριμερισμός 

Με επίδραση οξέος μπορεί να υποστεί τριμερισμό προς 2,4,6-τρι(χλωρομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.5b.:
 + 2,4,6-τρι(χλωρομεθυλο)-1,3,5-τριοξάνιο

 Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια 

Με επίδραση φθοραιθανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-χλωρομεθυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)
:
 2-χλωρομεθυλοξετάνιο

 Αντιδράσεις υποκατάστασης του χλωρίου 

 Οι αντιδράσεις είναι πιο αργές σε σύγκριση με τις αντίστοιχες αλαιθανάλες των άλλων αλογόνων, πλην του φθορίου.

 Υποκατάσταση από υδροξύλιο 

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

 Υποκατάσταση από αλκοξύλιο 

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκοξυαιθανάλη:

 Υποκατάσταση από αλκινύλιο 

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκινυλαιθανάλη. Π.χ.:

 Υποκατάσταση από ακύλιο 

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει φορμυλομεθυλεστέρα (RCOOCH2CH3):

 Υποκατάσταση από κυάνιο 

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει φορμυλαιθανονιτρίλιο:

 Υποκατάσταση από αλκύλιο 

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλδεΰδη:

 Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο 

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει υδροθειαιθανάλη:

 Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο 

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλοθειαιθανάλη:

 Υποκατάσταση από ιώδιο 

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει ιωδαιθανάλη:

 Υποκατάσταση από φθόριο 

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε χλωραιθανάλη, παράγεται φθοραιθανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.:

 Υποκατάσταση από νιτροομάδα 

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει νιτραιθανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α.:

 Υποκατάσταση από φαινύλιο 

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται φαινυλαιθανάληΑ. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §3.2. σελ.54:

 Αναγωγή 

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται αιθανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α:

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται αιθανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β.:

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται αιθανάληΑ. 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.:

 Αντίδραση απόσπασης 

Με απόσπαση υδροχλωρίου (HCl) από χλωραιθανάλη παράγεται αιθενόνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.:

 Επίδραση καρβενίων 

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 3-χλωροπροπανάλη, χλωροπροπανόνη και χλωρομεθυλοξιράνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.:
 χλωρομεθυλοξιράνιο

 Επιδράσεις στο περιβάλλον 

Η χλωραιθανάλη είναι ένας μεταβολίτης της αποσύνθεσης του 1,2-διχλωραιθάνιου, που τελικά μετατρέπεται σε 2-χλωραιθανόλη. Αυτή η μεταβολική οδός είναι σημαντική, αφού εκατομμύρια τόνοι 1,2-διχλωραιθάνιου παράγονται αφού είναι πρόδρομη ένωση για την παραγωγή χλωραιθένιουJanssen, D. B.; van der Ploeg, J. R. and Pries, F., "Genetics and biochemistry of 1,2-dichloroethane degradation", Biodegradation, 1994, 5, 249-57.doi:10.1007/BF00696463.

 Αναφορές και σημειώσεις 

 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.

Κατηγορία:Αλαλκανάλες
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις χλωρίου
Κατηγορία:C2