1-φθορο-1-πεντένιο

Το 1-φθορο-1-πεντένιοΓια την ακρίβεια, πρόκειται για δύο (2) γεωμετρικά ισομερείς χημικές ενώσεις με επίσημες ονομασίες Ε-1-φθορο-1-πεντένιο, όπου το E-ισομερές δηλώνεται και με το πρόθεμα cis-, και Ζ-1-φθορο-1-πεντένιο, όπου το Z-ισομερές δηλώνεται και με το πρόθεμα trans-). Ωστόσο το μείγμα τους έχει δικό του αριθμό CAS, όπως και το καθένα από τα δύο γεωμετρικά ισομερή ξεχωριστά.Για εναλλακτικές ονομασίες και συμβολισμούς δείτε τον πίνακα πληροφοριών. είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο C3H9F, αλλά συνήθως αποδίδεται με τον ημισυντακτικό τύπο CH3(CH2)2CH=CHF. Ανήκει στα αλκενυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα μονοακόρεστα, δηλαδή με ένα διπλό δεσμό, οργανομονοαλογονίδια. Έχει 23 ισομερή θέσης.

 Ονοματολογία 
Η ονομασία «1-φθορο-1-πεντένιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα: Η ονομασία διαιρείται σε δύο (2) κύρια τμήματα: Το δεξί τμήμα αναφέρεται στη δομή της «κύριας ανθρακικής» αλυσίδας που φέρει την «κύρια χαρακτηριστική ομάδα», εφόσον υπάρχει και προβλέπεται γι' αυτήν χαρακτηριστική κατάληξη, ενώ το αριστερό στους «υποκαταστάτες» (δηλαδή τυχόν «δευτερεύουσες χαρακτηριστικές ομάδες» ή και κύριες χαρακτηριστικές ομάδες για τις οποίες δεν έχουν προβλεφθεί χαρακτηριστικές καταλήξεις) ή και τις «διακλαδώσεις» (δηλαδή τυχόν δευτερεύουσες ανθρακικές αλυσίδες). Στη συγκεκριμένη ένωση, υπάρχει το αρχικό πρόθεμα «φθορ(ο)-» που δηλώνει την ύπαρξη ενός (1) ατόμου φθορίου, ως κύριας χαρακτηριστικής ομάδας αλλά χωρίς προβλεπόμενη κατάληξη, που συγκεκριμένα είναι συνδεμένο στο #1 άτομο της κύριας ανθρακικής αλυσίδας («1-») Ως προς το τμήμα που αφορά την κύρια ανθρακική αλυσίδα ισχύουν τα ακόλουθα: το πρόθεμα «πεντ-» δηλώνει την παρουσία πέντε (5) 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 κύρια χαρακτηριστική ομάδα και προβλεπόμενη χαρακτηριστική κατάληξη. Ο αριθμός θέσης του δεσμού (-1-), τοποθετείται στην αρχή του τμήματος της κύριας ονομασίας.

 Μοριακή δομή 
ΔεσμοίΔεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Fσ2sp2-2sp3129 pm43% C+ F-C#1,#2-Hσ2sp2-1s99 pm3% C- H+C=Cσ2sp2-2sp2134 pmπ2p-2pC-Cσ2sp3-2sp2144 pmC-Cσ2sp3-2sp3154 pmC#3-#5-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριοF -0,43C#5 -0,09C#3-C#4 -0,06C#2 -0,03Η (C-H) +0,03C#1 +0,40

 Παραγωγή 
 Με απόσπαση υδραλογόνου 
Με απόσπαση ενός ατόμου υδραλογόνου από 1-αλο-1-φθορο-1-πεντάνιο, με καλύτερα αποτελέσματα αν το άλλο αλογόνο δεν είναι κι εκείνο φθόριο, παράγεται 1-φθορο-1-πεντένιο:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1α:

 Με απόσπαση αλογόνου 
Με απόσπαση αλογόνου (X2) από 1,2-διαλο-1-φθοροπεντάνιο παράγεται  1-φθορο-1-πεντένιο. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.:

 Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 
1. Με μερική καταλυτική υδρογόνωση 1-φθορο-1-πεντινίου παράγεται E-1-φθορο-1-πεντένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.158, §6.9.4.

2. Με λίγο διαφορετική μερική υδρογόνωση 1-φθορο-1-πεντινίου παράγεται Z-1-φθορο-1-πεντένιο:

 Από 1-χλωρο-1-πεντένιο 
Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε 1-χλωρο-1-πεντένιο παράγεται 1-φθορο-1-πεντένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.:


 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Αντιδράσεις προσθήκης στο διπλό δεσμό 
Ενυδάτωση
1. Επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση). Παράγεται πεντανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.3.:

 Αρχικά παράγεται 1-φθορο-1-πεντανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-πεντεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε πεντανάλη.
2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται τρι(1-προπυλο-2-φθοραιθυλο)βοράνιο και στη συνέχεια 1-φθορο-2-πεντανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.5.:

 Προσθήκη διβορανίου(6) έχει το ίδιο αποτέλεσμα.
3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο και έπειτα αναγωγή, αρχικά παράγεται 1-φθορο-1-πεντανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-πεντεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε πεντανάλη:

4. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Prins με επίδραση αλδεϋδών ή κετονών σε 1-πεντεν-1-υλοφθορίδιο απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει 2-φθορο-2-εξεν-1-όλη:

 Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως 

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε 1-φθορο-1-πεντένιο παράγεται 2-αλοπεντανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.:

 Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

 Αρχικά παράγεται 2-αλο-1-φθορο-1-πεντανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 2-αλο-1-πεντεν-1-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε 2-αλοπεντανάλη.
Όλα τα παραπάνω ισχύουν για X≠F. Αν X=F τότε παράγεται 1,1-διφθορο-2-πεντανόλη:

 Καταλυτική υδρογόνωση 

Με καταλυτική υδρογόνωση 1-φθορο-1-πεντενίου σχηματίζεται 1-φθοροπεντάνιο. Π.χ.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6.:

 Αλογόνωση 

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

 Υδραλογόνωση 

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε  1-φθορο-1-πεντένιο  παράγεται 1-αλο-1-φθοροπεντάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.1.:

 Υδροκυάνωση 

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε 1-φθορο-1-πεντένιο παράγεται 2-φθοροεξανονιτρίλιο:

 Καταλυτική φορμυλίωση 

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε 1-φθορο-1-πεντένιο παράγεται μείγμα 2-φθοροεξανάλης και 2-φθορομεθυλοπεντανάλης. Π.χ.:

 Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
 Όπου . Εξαρτάται από την επιλογή του καταλύτη. Οι σχετικά ογκώδεις καταλύτες ευνοούν το δεύτερο παράγωγο.
 Διυδροξυλίωση 

Η διυδροξυλίωση προπενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει 1-υδροξυπεντανόνη:

2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου. Παράγει 1-υδροξυπεντανόνη:

3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει 1-υδροξυπεντανόνη:

4. Μέθοδος Woodward. Παράγει 1-υδροξυπεντανόνη:

 Στις μεθόδους 1-4 παράγεται αρχικά 1-φθορο-1,2-πεντανοδιόλη που αφυδροφθοριώνεται σχηματίζοντας 1-πεντεν-1,2-διόλη που με τη σειρά της ισομερειώνεται σε 1-υδροξυ-2-πεντανόνη.
5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδεϋδών ή κετονών σε  1-φθορο-1-πεντένιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Prins. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 2-φθορο-1,3-εξανοδιόλη:

 Οζονόλυση 

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε 1-φθορο-1-πεντένιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε βουτανάλη και φορμυλοφθορίδιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.10.:

 Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου 

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

 Προσθήκη αλδεϋδών ή κετονών κατά Prins 

Με επίδραση περίσσειας αλδεϋδών ή κετονών σε 1-φθορο-1-πεντένιο απουσία νερού, σε χαμηλή θερμοκρασία παράγεται παράγωγο διοξανίου. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται σχεδόν ισομοριακό μείγμα 5-αιθυλο-4-φθορο-1,3-διοξάνιου και 4-αιθυλο-5-φθορο-1,3-διοξάνιου:
 100 px  100 px
 Αντίδραση Diels–Adler 

Κατά την επίδραση αλκαδιενίου (διένιου) σε 1-φθορο-1-πεντένιο (διενόφιλο) έχουμε την ονομαζόμενη (αντίδραση Diels–Adler) που οδηγεί σε παραγωγή παραγώγου κυκλοεξενίου. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο παίρνουμε σχεδόν ισομοριακό μείγμα 5-προπυλο-4-φθοροκυκλοεξένιου και 4-προπυλο-5-φθοροκυκλοεξένιουΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 160, §6.10.2.:
 100 px  100 px
 Αντίδραση Pauson-Khand 

Κατά την επίδραση αλκινίου και μονοξειδίου του άνθρακα σε 1-φθορο-1-πεντένιο έχουμε την ονομαζόμενη αντίδραση Pauson-Khand που στην περίπτωση αυτή οδηγεί σε παραγωγή παραγώγων κυκλοπεντενόνης. Π.χ. με αιθίνιο παράγεται 4-προπυλο-5-φθορο-2-κυκλοπεντενόνη και 5-προπυλο-4-φθορο-2-κυκλοπεντενόνη:
 100 px   100 px
 Καταλυτική προσθήκη οξυγόνου 

Κατά την καταλυτική προσθήκη οξυγόνου σε προπένιο σχηματίζεται 3-αιθυλο-2-φθοροξιράνιο. Π.χ.:
 140 px
 Πολυμερισμός 

Διακρίνονται τα ακόλουθα είδη πολυμερισμού 1-φθορο-1-πεντένιου, που όλα παράγουν πολυ-2-προπυλο-1-φθοροπολυαιθυλένιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.11.:
1. Κατιονικός. Π.χ.:

2.. Ελευθέρων ριζών. Π.χ.:

 Όπου v ο βαθμός πολυμερισμού.

 Αντιδράσεις υποκατάστασης του φθορίου 
 Υποκατάσταση από υδροξύλιο 

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς πεντανάληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.:

 Αρχικά σχηματίζεται 1-πεντεν-1-όλη που ισομερειώνεται προς πεντανάλη.
 Υποκατάσταση από αλκοξύλιο 

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς 1-αλκοξυ-1-πεντένιο :

 Υποκατάσταση από αλκινύλιο 

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς αλκενίνιο [RC≡CCH=CH(CH2)2CH3]. Π.χ.:

 Υποκατάσταση από ακύλιo 

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβοξυλικό 1-πεντενυλεστέρα (RCOOCH=CHCH2CH3):

 Υποκατάσταση από κυάνιο 

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς 2-εξενονιτρίλιο [CH3(CH2)2CH=CHCN]:

 Υποκατάσταση από αλκύλιο 

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκένιο:

  Υποκατάσταση από σουλφυδρύλιο 

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς πεντανοθειάλη [CH3(CH2)3CHS]:

 Αρχικά παράγεται 1-πεντενο-1-θειόλη που ισομερειώνεται προς πεντανοθειάλη.
 Υποκατάσταση από αλκυλοσουλφίδιο 

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς 1-αλκυλοθειο-1-πενένιο [CH3(CH2)2CH=CHSR]:

 Υποκατάσταση από νιτροομάδα 

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς 1-νιτρο-1-πεντένιο [CH3(CH2)2CH=CHNO2]Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH3(CH2)2CH=CH, X = F.:

 Υποκατάσταση από φαινύλιο 

Με 1-πεντενυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται 1-φαινυλο-1-πεντένιο:

 Υποκατάσταση από μέταλλα 

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται 1-πεντεν-1-υλολίθιο:

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH3(CH2)2CH=CH, X = F.:

 Απόσπαση του υδροφθορίου 

Με επίδραση διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) σε αλκοόλη αφυδροφθοριώνεται προς 1-πεντίνιο:

 Προσθήκη καρβενίων 
Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε 1-φθορο-1-πεντένιο σχηματίζεται μείγμα από 1-φθορο-1-εξένιο,  2-φθορο-2-εξένιο, 2-μεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο, 3-μεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο, 4-μεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο και 2-προπυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.7., σελ. 155, §6.7.3
 140 px

 Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
 Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H: Παράγεται 1-φθορο-1-εξένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
 Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#1-H: Παράγεται 2-φθορο-2-εξένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
 Παρεμβολή στον (1) δεσμό C#2-H: Παράγεται 2-μεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
 Παρεμβολή στους (2) δεσμούς C#3-H: Παράγεται 3-μεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
 Παρεμβολή στους (2) δεσμούς C#4-H: Παράγεται 4-μεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο, ένα αλκενυλαλογονίδιο.
 Προσθήκη στον ένα (1) διπλό δεσμό: Παράγεται 2-προπυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο, ένα κυκλοαλκυλαλογονίδιο.

Προκύπτει επομένως μείγμα 1-φθορο-1-εξενίου 30%, 2-φθορο-2-εξενίου 10%, 2-μεθυλo-1-φθοροπεντένιου 10%, 3-μεθυλo-1-φθοροπεντένιου 20%, 4-μεθυλο-1-φθοροπεντενίου 20% και 2-προπυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιου 10%.
 Με τη χρήση διιωδομεθάνιου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:
  140 px

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

 Σημειώσεις και αναφορές 

Κατηγορία:Αλκενυλαλογονίδια
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις φθορίου
Κατηγορία:C5