Μεθυλο-1,2-βουταδιένιο

Το (3-)μεθυλο-1,2-βουταδιένιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. [ αγγλικά: (3-)methyl-1,2-butadiene ] είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C5H8 και ημισυντακτικό τύπο (CH3)2C=C=CH2. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκαδιενίων και στην κατηγορία των αλλενίων.

Το χημικά καθαρό μεθυλο-1,2-βουταδιένιο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι εξαιρετικά εύφλεκτο υγρό.

 Δομή 
Αυτός ο υδρογονάνθρακας έχει μόριο που αποτελείται από δύο (2) άτομα υδρογόνου και δύο μεθύλια (-CH3) ενωμένα στο πρώτο άτομο άνθρακα μιας τριάδας ατόμων άνθρακα, που συνδέονται μεταξύ τους με δύο διαδοχικούς διπλούς δεσμούς. Το #1 και το #3 άτομα άνθρακα, που περιέχει, βρίσκονται σε υβριδισμό sp², το #2 σε sp, ενώ τέλος τα #4 και #1΄ σε sp³. Τα άτομα C#1-C#3 είναι συγγραμμικά.

Οι δεσμοί, εκτός της συγγραμμικής ομάδας και των μεθυλομάδων, σχηματίζουν γωνίες περί τις 120°. Τα επίπεδα των δεσμών H-C#1-H και H-C#3-C#4 είναι κάθετα μεταξύ τους.

Η περιστροφή των δεσμών C=C=C απαιτεί (σχετικά) υψηλή ποσότητα ενέργειας, γιατί απαιτεί την (προσωρινή) διάσπαση ενός τουλάχιστον π-δεσμού.

Οι π-δεσμοί στο μόριο του μεθυλο-1,2-βουταδιενίου είναι υπεύθυνοι για τη χρήσιμη δραστικότητά του. Η περιοχή των διπλών δεσμών χαρακτηρίζεται από (σχετικά) υψηλή ηλεκτρονιακή πυκνότητα, ιδιαίτερα περί το #2 άτομο άνθρακα,που επομένως είναι ευάλωτη σε επιδράσεις ηλεκτρονιόφιλων. Πολλές αντιδράσεις του μεθυλο-1,2-βουταδιενίου καταλύνται από διάφορα μέταλλα μετάπτωσης, που σχηματίζουν προσωρινά σύμπλοκα με τα π και π* τροχιακά του 1,2-βουταδιενίου.
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.Δεσμοίτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC#4-H
C#1΄-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+C#1-Hσ2sp2-1s108,7 pm3% C- H+C#3-C#4
C#3-C#1΄σ2sp3-2sp2151 pmC#1=C#2σ
π2sp2-2sp
2py-2py131,4 pmC#2=C#3σ
π2sp-2sp2
2pz-2pz131,4 pmΚατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριοC#4
C#1΄ -0,09C#1 -0,06C#2
C#30,00H +0,03

 Παραγωγή 

 Με απόσπαση αλογόνου 
Με απόσπαση δύο (2) ισοδυνάμων αλογόνου (X2) από 3-μεθυλο-1,2,2,3-τετραλοβουτάνιο παράγεται μεθυλο-1,2-βουταδιένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.:

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 
 Εμφανίζει όλες τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των ακόρεστων υδρογονανθράκων.
 Επειδή έχει δύο (2) διπλούς δεσμούς, υπάρχει η δυνατότητα για δύο (2) αντιδράσεις προσθήκης. Η προσθήκη που γίνεται πρώτη είναι η 1,2-.

 Καύση 
 Με το οξυγόνο (O2) του αέρα καίγεται παρέχοντας φλόγα εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας:

 Οζονόλυση 
Με επίδραση όζοντος (O3, οζονόλυση) σε μεθυλο-1,2-βουταδιένιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε μεθανάλη, προπανόνη και διοξείδιο του άνθρακαΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.10.:

 Διυδροξυλίωση 
 Η διυδροξυλίωση μεθυλο-1,2-βουταδιενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.:
1. Η επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγει (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:2. Η επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου (Η2Ο2) παράγει (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:3. Η μέθοδος Σάρπλες (Sharpless) παράγει (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:4. Η μέθοδος Γούντγαρντ (Woodward) παράγει (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:
 Ενδιάμεσα των μεθόδων 1-4 παράγεται (3-)μεθυλο-2-βουτενο-1,2-διόλη [(CH3)2C=C(OH)CH2OH, ασταθής ενόλη] που ισομερειώνεται σε (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:
5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε μεθυλο-1,2-βουταδιένιο, παρουσία νερού (H2O). Αντίδραση Πρινς (Prins). Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 4-μεθυλο-1-υδροξυ-3-πεντανόνη:
 Ενδιάμεσα παράγεται 4-μεθυλο-3-πεντενο-1,3-διόλη [(CH3)2C=C(OH)CH2CH2OH, ασταθής ενόλη], που ισομερειώνεται σε 4-μεθυλο-1-υδροξυ-3-πεντανόνη.

 Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου 
Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγεται τελικά προπανικό οξύ και διοξείδιο του άνθρακαΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.:

 Πηγές 

 Speight J. G., “Chemical and Process Design Handbook”, McGraw-Hill, 2002.
 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

 Αναφορές και σημειώσεις 

Κατηγορία:Αλλένια
Κατηγορία:C5