Μεθυλο-2-βουτένιο

Το (2-)μεθυλο-2-βουτένιοΣημείωση ο αριθμός θέσης για τον υποκαταστάτη (μεθύλιο) δεν είναι απαραίτητος, γιατί η #2 θέση είναι η μόνη διαθέσιμη εφόσον ο διπλός δεσμός βρίσκετα μεταξύ των #2 κάι #3 ατόμων άνθρακα.Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. [ αγγλικά: (2-)methyl-2-butene] είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C5H10 και ημισυντακτικό τύπο CH3CH=C(CH3)2. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκενίων. Το χημικά καθαρό μεθυλο-2-βουτένιο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι εξαιρετικά εύφλεκτο και πτητικό υγρό. Το μεθυλο-2-βουτένιο είναι β-αλκένιο. Συνήθως, παράγεται ως παραπροϊόν καταλυτικής ή θερμικής πυρόλυσης αργού πετρελαίου, συχνότερα κατά τη διάρκεια της παραγωγής αιθενίου και προπενίου, αλλά επίσης και μέσω θερμικής πυρόλυσης διαφόρων κλασμάτων υδρογονανθράκων, προερχόμενα από διεργασίες ανακύκλωσης πολυμερών. Σπάνια απομονώνεται ως μια ξεχωριστή ένωση. Είναι επιθυμητό συστατικό της βενζίνης. εφόσον έχει αριθμό οκτανίου 97,3.

 Ονοματολογία 
Η ονομασία «(2-)μεθυλο-2-βουτένιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα της κύριας ονομασίας «βουτ-» δηλώνει την παρουσία τεσσάρων (4) ατόμων άνθρακα στην «κύρια» αλυσίδα του μορίου της ένωσης, το ενδιάμεσο «-εν-» δείχνει την παρουσία ενός (1) διπλού δεσμού μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει χαρακτηριστικές ομάδες με χαρακτηριστικές καταλήξεις. Τέλος, προηγείται υποχρεωτικά ο αριθμός θέσης (2-), του διπλού δεσμού του, γιατί υπάρχει και άλλη δυνατή και μη ισοδύναμη θέση. Μπροστά από την κύρια ονομασία, μπαίνει το πρόθεμα «μεθυλο», για την «πλευρική» μεθυλομάδα που περιέχει η ένωση, με το «2-», ως αριθμό θέσης, που όμως δεν είναι και αυτός απαραίτητος, εφόσον η τοποθέτηση της μεθυλομάδας στο άλλο άτομο άνθρακα οδηγεί στην ίδια ένωση.

 Δομή 
Αυτός ο υδρογονάνθρακας έχει μόριο που αποτελείται από ένα (1) άτομο υδρογόνου και τρία (3) μεθύλια (-CH3), ενωμένα με ένα ζεύγος ατόμων άνθρακα, που συνδέονται μεταξύ τους με ένα διπλό δεσμό. Όλα αυτά τα έξι (6) συνολικά άτομα [1 υδρογόνου + 5 άνθρακα (τα 2 με το διπλό δεσμό + τα 3 άτομα άνθρακα των τριών μεθυλίων] είναι ομοεπίπεδα. Η γωνία  είναι 119°, δηλαδή πολύ κοντά στις 120° που προβλέπονται για τον sp² υβριδισμό των ατόμων άνθρακα, που συνδέονται με διπλό δεσμό. Η περιστροφή του δεσμού C=C απαιτεί (σχετικά) υψηλή ποσότητα ενέργειας, γιατί απαιτεί την (προσωρινή) διάσπαση του π-δεσμού.

Ο π-δεσμός στο μόριο του μεθυλο-2-βουτενίου είναι υπεύθυνος για τη χρήσιμη δραστικότητά του. Η περιοχή του διπλού δεσμού χαρακτηρίζεται από (σχετικά) υψηλή ηλεκτρονιακή πυκνότητα, που επομένως είναι ευάλωτη σε επιδράσεις ηλεκτρονιόφιλων. Πολλές αντιδράσεις του μεθυλο-2-βουτενίου καταλύνται από διάφορα μέταλλα μετάπτωσης, που σχηματίζουν προσωρινά σύμπλοκα με τα π και π* τροχιακά του μεθυλο-2-βουτενίου.

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#1-H
C#4΄-H

C#1΄΄-Hσ2sp³-1s109 pm3% C- H+C#2-Hσ2sp²-1s108,7 pm3% C- H+C#1-C#2
C#3-C#4

C#2-C#1΄σ2sp³-2sp²151 pmC=Cσ
π2sp²-2sp²
2p-2p133,9 pmΚατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριοC#1΄,#4 -0,09C#1,#3 -0,06H +0,03

 Παραγωγή 

 Με αφυδάτωση αλκανόλης 
Με ενδομοριακή αφυδάτωση 2-μεθυλο-2-βουτανόλης παράγεται (κυρίως) μεθυλο-2-βουτένιο. Η αντίδραση ευνοείται σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες, >150 °CΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.3.:

 Με απόσπαση υδραλογόνου 
Με απόσπαση υδραλογόνου (HX) από 2-αλο-2-μεθυλοβουτάνιο παράγεται (κυρίως) μεθυλο-2-βουτένιο:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.

 Με απόσπαση αλογόνου 
Με απόσπαση αλογόνου (X2) από 2,3-διαλο-2-μεθυλοβουτάνιο παράγεται μεθυλο-2-βουτένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.:

 Με καταλυτική αφυδρογόνωση αλκανίων 
Με καταλυτική αφυδρογόνωση μεθυλοβουτανίου, παράγεται (κυρίως) μεθυλο-2-βουτένιο:

 Με θέρμανση τεταρτοταγών αμμωνιακών αλάτων 
Με θέρμανση τεταρτοταγών αμμωνιακών αλάτων [ μέθοδος Χόφφμανν (Hoffmann)] παράγεται και μεθυλο-2-βουτένιο. Π.χΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.3..

 Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων σε καρβονυλικές ενώσεις 
Με επίδραση φωσφοροϋλιδίου σε αιθανάλη [ μέθοδος Βίττινγκ (Wittig)] παράγεται μεθυλο-2-βουτένιο. Π.χ.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.4.:

 Παράγωγα 

 Τέλεια καύση 

 Ενυδάτωση 
1. Επίδραση θειικού οξέος (H2SO4) και στη συνέχεια νερού (H2O, ενυδάτωση). Παράγεται 2-μεθυλο-2-βουτανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.:2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2) . Παράγεται τρι(3-μεθυλο-2-βουτυλο)βοράνιο, και στη συνέχεια 3-μεθυλο-2-βουτανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.:3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο [(CH3CH2)2Hg] και έπειτα αναγωγή. Παράγεται 2-μεθυλο-2-βουτανόλη:4. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Πρινς (Prins) με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε 2-μεθυλο-1-βουτένιο, απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει 2,3-διμεθυλο-2-βουτεν-1-όλη:

 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:Πεντένια