2-εξένιο

Το 2-εξένιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλικά: 2-hexene), σε δύο (2) γραμμικά ισομερή, είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C6H12 και ημισυντακτικό τύπο CH3CH2CH2CH=CHCH3. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκενίων.

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

 Ονοματολογία 
Η ονομασία «2-εξένιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «εξ-» δηλώνει την παρουσία έξι (6) ατόμων άνθρακα ανά μόριο 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 υπάρχουν και άλλες δυνατές και μη ισοδύναμες θέσεις.

 Δομή 
Αυτός ο υδρογονάνθρακας έχει μόριο που αποτελείται από δύο (2) άτομα υδρογόνου, ένα μεθύλιο (-CH3) και ένα προπύλιο (-CH2CH2CH3) ενωμένα με ένα ζεύγος ατόμων άνθρακα, που συνδέονται μεταξύ τους με ένα διπλό δεσμό. Όλα αυτά τα έξι (6) συνολικά άτομα [3 υδρογόνου + 3 άνθρακα  (τα 2 με το διπλό δεσμό + το πρώτο άτομο άνθρακα από το προπύλιο)] 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 2-εξενίου 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 2-εξενίου καταλύνται από διάφορα μέταλλα μετάπτωσης, που σχηματίζουν προσωρινά σύμπλοκα με τα π και π* τροχιακά του 2-εξενίου.
ΔεσμοίΔεσμοίτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC#1-H
C#4-H

C#5-H

C#6-Hσ2sp³-1s109 pm3% C- H+C#2-H
C#3-Hσ2sp²-1s108,7 pm3% C- H+C#1-C#2σ2sp³-2sp²151 pmC#3-C#4σ2sp³-2sp²151 pmC#4-C#5σ2sp³-2sp³154 pmC#5-C#6σ2sp³-2sp³154 pmC=Cσ
π2sp²-2sp²
2p-2p133,9 pmΚατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριοC#1,C#6 -0,09C#4,C#5 -0,06C#2,C#3 -0,03H +0,03

 Παραγωγή 
Το 2-εξένιο συνήθως παράγεται από δύο (2) γενικές οδούς:

 Διαδικασία μέσω ολιγομερισμού του αιθενίου.
 Τεχνολογία σκοπού.

Μια μικρότερης χρήσης παραγωγική οδός για το 2-εξένιο, που χρησιμοποιείται εμπορικά αλλά σε μικρότερη κλίμακα, είναι η αφυδάτωση 2-εξανόλης.
 Με πυρόλυση αλκανίων 
Με πυρόλυση αλκανίων (βιομηχανική μέθοδος) παράγονται μείγματα που περιέχουν και 2-εξένιο. Π.χ.:

 Με αφυδάτωση αλκανόλης 

Με ενδομοριακή αφυδάτωση 2-εξανόλης παράγεται 2-εξένιο. 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-αλεξάνιο παράγεται 2-εξένιο:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α.

 Με απόσπαση αλογόνου 

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

 Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 

Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 2-εξινίου παράγεται 2-εξένιο, και μάλιστα στερεοειδικά, δηλαδή με δυνατότητα παραγωγής του ενός ή του άλλου γεωμερικού ισομερούς, ανάλογα με τη χρήση των αντιδραστηρίωνΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.158, §6.9.4.:1.

2. 

 Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων σε καρβονυλικές ενώσεις 

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίου σε αιθανάλη (μέθοδος Βίττινγκ, Wittig reaction) παράγεται 2-πεντένιο. Π.χ.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.4.:

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 
 Ενυδάτωση 

1. Επίδραση θειικού οξέος (H2SO4) και στη συνέχεια νερού (H2O, ενυδάτωση). Παράγεται ισομοριακό μείγμα από 2-εξανόλη και 3-εξανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.:

2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O).  Παράγεται αρχικά τρι(1-πεντυλο)βοράνιο, και στη συνέχεια ισομοριακό μείγμα από 2-εξανόλη και 3-εξανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.:

 Προσθήκη διβορανίου(6) (B2H6) έχει το ίδιο αποτέλεσμα.
3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο [(CH3CH2)2Hg] και έπειτα αναγωγή. Παράγεται ισομοριακό μείγμα από 2-εξανόλη και 3-εξανόλη:

4. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Πρινς (Prins) με επίδραση αλδεϋδών ή κετονών σε 2-εξένιο, απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει ισομοριακό μείγμα  2-μεθυλο-2-εξεν-1-όλης και 2-αιθυλο-2-πεντεν-1-όλης:

 Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως 

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε 2-εξένιο παράγεται ισομοριακό μείγμα 2-αλο-3-εξανόλης και 3-αλο-2-εξανόληςΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.:

 Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

 Καταλυτική υδρογόνωση 

Με καταλυτική υδρογόνωση 2-εξενίου σχηματίζεται εξάνιο. Π.χ.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.:

 Αλογόνωση 

1. Με προσθήκη αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε 2-εξένιo έχουμε προσθήκη στο διπλό δεσμό. Παράγεται 2,3-διαλεξάνιο. Π.χ.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.2.:

2. Υποκατάσταση σε αλλυλική θέση, δηλαδή σε α θέση ως προς το διπλό δεσμό. Παράγεται (κυρίως) 4-αλο-2-εξένιο: 

 Η αλλυλική υποκατάσταση ευνοείται με ορισμένα ειδικά αντιδραστήρια αλογόνωσης ή σε υψηλές θερμοκρασίες.
 Υδραλογόνωση 

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε 2-εξένιoΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.1. παράγεται σχεδόν ισομοριακό μείγμα 2-αλεξανίου και 3-αλεξανίου:
1. Με τον πολικό μηχανισμό:

2. Με το μηχανισμό ελευθέρων ριζών:

 Καταλυτική αμμωνίωση 

1. Προσθήκη αμμωνίας (NH3). Παράγεται ισομοριακό μείγμα 2-εξαναμίνης και 3-εξαναμίνης:

 Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
2. Προσθήκη πρωτοταγούς αμίνης. Παράγεται ισομοριακό μείγμα N-αλκυλο-2-εξαναμίνης και N-αλκυλο-3-εξαναμίνης. Π.χ. με μεθυλαμίνη παράγεται σχεδόν ισομοριακό μείγμα N-μεθυλο-2-εξαναμίνης και N-μεθυλο-3-εξαναμίνης:

3. Προσθήκη δευτεροταγούς αμίνης. Παράγεται ισομοριακό μείγμα N,N-διαλκυλο-2-εξαναμίνης και N,N-διαλκυλο-3-εξαναμίνης. Π.χ. με διμεθυλαμίνη παράγεται ισομοριακό μείγμα Ν,Ν-διμεθυλο-2-εξαναμίνης και Ν,Ν-διμεθυλο-3-εξαναμίνης:

 Καταλυτική φορμυλίωση 

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε 2-εξένιο παράγεται ισομοριακό μείγμα 2-μεθυλεξανάλης και 2-αιθυλοπεντανάλης. Π.χ.:

 Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
 Προσθήκη αλδεΰδών ή κετονών κατά Prins 

Με επίδραση περίσσειας αλδευδών ή κετονών σε 2-εξένιο απουσία νερού, σε χαμηλή θερμοκρασία παράγεται παράγωγο διοξανίου. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται ισομοριακό μείγμα 4-μεθυλο-5-προπυλο-1,3-διοξάνιου και 5-μεθυλο-4-προπυλο-1,3-διοξάνιου: 
100 px 100 px
 Διυδροξυλίωση 

Η διυδροξυλίωση 2-εξενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.: 1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4). Παράγει 2,3-εξανοδιόλη:

2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου (H2O2). Παράγει 2.3-εξανοδιόλη:

3. Μέθοδος Σάρπλες (Sharpless). Παράγει 2,3-εξανοδιόλη:

4. Μέθοδος Γούντγαρντ (Woodward). Παράγει 2,3-εξανοδιόλη:

5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε 2-πεντένιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Πρινς (Prins). Π.χ. με μεθανάλη παράγεται ισομοριακό μείγμα  2-μεθυλο-1,3-εξανοδιόλης και 2-αιθυλο-1,3-πεντανοδιόλης:

 Οζονόλυση 

Με επίδραση όζοντος (Ο3, οζονόλυση) σε 2-εξένια, παράγεται ασταθές οζονίδιο, που τελικά διασπάται σε αιθανάλη και βουτανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.10.:

 Αλλυλική οξείδωση 

Με επίδραση διοξειδίου του σεληνίου (SeO2) σε 2-εξένιο παράγεται (κυρίως) 3-εξεν-2-όλη:

 Η μέθοδος αυτή ονομάζεται αλλυλική οξείδωση.
 Αντίδραση Diels–Adler 

Κατά την επίδραση αλκαδιενίου (διένιου) σε 2-εξένιo (διενόφιλο) έχουμε την ονομαζόμενη (αντίδραση Ντιλς-Άλντερ) που στην περίπτωση αυτή οδηγεί σε παραγωγή παραγώγου κυκλοεξενίου. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο παίρνουμε ισομοριακό μείγμα από 4-μεθυλο-5-προπυλοκυκλοεξένιο και 5-μεθυλο-4-προπυλοκυκλοεξένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 160, §6.10.2.:
100 px 100 px
 Αντίδραση Pauson-Khand 

Κατά την επίδραση αλκίνια και μονοξειδίου του άνθρακα σε 2-εξένιο έχουμε την ονομαζόμενη αντίδραση Pauson-Khand που στην περίπτωση αυτή οδηγεί σε παραγωγή παραγώγων κυκλοπεντόνης. Π.χ. με αιθίνιο παράγεται σχεδόν ισομοριακό μείγμα από 4-μεθυλο-5-προπυλο-2-κυκλοπεντενόνη και 5-μεθυλο-5-προπυλο-2-κυκλοπεντενόνη:
 100 px 100 px
 Προσθήκη καρβενίων 

Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε 2-εξένιο σχηματίζεται 2-μεθυλο-1-προπυλοκυκλοπροπάνιο. Ταυτόχρονα όμως γίνονται και αντιδράσεις παρεμβολής στους δεσμούς C-H, οπότε παράγονται και επτένιαΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3.:
 200 px

 Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C#1H2-H. Παράγει 3-επτένιο.
2. Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#2H2-H. Παράγει 2-μεθυλο-2-εξένιο.
3. Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#3H2-H. Παράγει 3-μεθυλο-2-εξένιο. 
4. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς C4H-H. Παράγει 4-μεθυλο-2-εξένιο.
5. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς C5H-H. Παράγει 5-μεθυλο-2-εξένιο.
6. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C#6H2-H. Παράγει 2-επτένιο.
7. Προσθήκη στον (ένα διπλό) δεσμό. Παράγει 2-μεθυλο-1-προπυλοκυκλοπροπάνιο.

Προκύπτει επομένως μείγμα 3-επτενίου ~23%, 2-επτενίου ~23%, 4-μεθυλο-2-εξενίου ~15%, 5-μεθυλο-2-εξενίου ~15%, 2-μεθυλο-2-εξενίου ~8%, 3-μεθυλο-2-εξενίου ~8% και 2-μεθυλο-3-μεθυλοκυκλοπροπανίου ~8%.
 Με τη χρήση διιωδομεθανίου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:
  200 px

 Αναφορές και σημειώσεις 

Κατηγορία:Αλκένια