Βενζοκυκλοβουτένιο

Το **βενζοκυκλοβουτένιο** (**BCB**: **B**enzo**C**yclo**B**utene) είναι ένας αρωματικός υδρογονάνθρακας, του οποίου το μόριο αποτελείται από ένα βενζολικό δακτύλιο «συμπυκνωμένο» (δηλαδή με δυο κοινά άτομα άνθρακα) με έναν κυκλοβουτανικό δακτύλιο. Ο χημικός τύπος του είναι C8H8.

Το βενζοκυκλοβουτένιο χρησιμοποιήθηκε συχνά στη δημιουργία φωτοευαίσθητων πολυμερών. Τα φωτοευαίσθητα πολυμερή με βάση το βενζοκυκλοβουτένιο αξιοποιήθηκαν σε διάφορα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στα μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (**MEMS**: **M**icro **E**lectro-**M**echanical **S**ystems) και στην επεξεργασία μικροηλεκτρονικών. Οι εφαρμογές αυτές περιλαμβάνουν συγκόλληση πλακιδίων, οπτικές ενδοσυνδέσεις, διηλεκτρικά χαμηλού k, ακόμη και διακορτικολικά νευρωνικά εμφυτεύματα.

## Δομή





## Παραγωγή

### Μέθοδος Grignard

Με ενδομοριακή αντίδραση τύπου Grignard σε 2-αλο-1-(2'-αλοφαινυλο)αιθάνιο παράγτεται βενζοκυκλοβουτένιο:

\mathrm{o-C_6H_4(X)CH_2CH_2X + Mg \xrightarrow o-C_6H_4(X)CH_2CH_2MgX \xrightarrow{} MgX_2 \downarrow +}
 50 px


### Μέθοδος Friedel-Crafts

Με ενδομοριακή αντίδραση τύπου Friedel-Crafts σε 2-αλο-1-φαινυλαιθάνιο παράγτεται βενζοκυκλοβουτένιο::

\mathrm{PhCH_2CH_2X \xrightarrow{AlX_3} HX +}  50 px


## Χημική συμπεριφορά και παράγωγα

### Του κυκλοβουτανικού δακτυλίου

* Ο κυκλοβουτανικός δακτύλιος εμπεριέχει «ενέργεια τάσης δεσμών», λόγω της παραμόρφωσης των γωνιών του (90° αντί 109,5°). Αυτό επιτρέπει αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης, αν και με μικρότερη ταχύτητα αντιδρασης και απαίτηση πιο έντονων συνθηκών σε σύγκριση με τις αντίστοιχες του κυκλοπροπανικού δακτυλίου.

#### Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση το βενζοκυκλοβουτένιο παράγει αρχικά αιθυλοβενζόλιο, ενώ τελικά, με περίσσεια υδρογόνου, σχηματίζεται αιθυλοκυκλοεξάνιο:

50 px \mathrm{+ H_2 \xrightarrow{Pt} PhCH_2CH_3 \xrightarrow[+3H_2]{Pt} }  50 px


### Προσθήκη υδραλογόνου

Με επίδραση υδραλογόνο (ΗΧ) σε βενζοκυκλοβουτένιο παράγεται ορθοαλαιθυλοβενζόλιο:

50 px  \mathrm{+ HX \xrightarrow{} o-C_6H_4(CH_2CH_3)X} 


### Προσθήκη ύδατος

Με επίδραση θειικού οξέως σε βενζοκυκλοβουτένιο σχηματίζεται τελικά ορθοαιθυλοφαινόλη:

50 px  \mathrm{+ H_2SO_4 \xrightarrow{} o-C_6H_4(CH_2CH_3)OSO_3H \xrightarrow{+H_2O} o-C_6H_4(CH_2CH_3)OH } 


### Διυδροξυλίωση

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε βενζοκυκλοβουτένιο, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται 2-(2΄-υδροξυφαινυλ)αιθανόλη:

50 px  \mathrm{ + H_2O_2 \xrightarrow{RCOOH} o-C_6H_4(OH)CH_2CH_2OH  }



### Του βενζολικού δακτυλίου

* Θεωρητικά, ο βενζολικός δακτύλιος στο βενζοκυκλοβουτένιο είναι ελαφρά ενεργοποιημένος σε σχέση με το βενζόλιο, οπότε οι αντιδράσεις αρωματικής ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης προβλέπονται ταχύτερα απ' ότι στο βενζόλιο και κυρίως σε ο- και π- θέση διπαραγώγων του βενζολίου. Συχνά όμως παράγονται και μικρές ποσότητες προϊόντων κυκλοπροσθήκης.

#### Νίτρωση

Με νίτρωση βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-νιτροβενζοκυκλοβουτένιο και 4-νιτροβενζοκυκλοβουτένιο:
:

50 px  \mathrm{+ HNO_3 \xrightarrow{\pi.H_2SO_4} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(NO_2)(CH_2)_2 + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(NO_2)(CH_2)_2 + H_2O}



#### Σουλφούρωση

Με νίτρωση βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-βενζοκυκλοβουτενοσουλφονικό οξύ και 4-βενζοκυκλοβουτενοσουλφονικό οξύ
:

50 px  \mathrm{+ H_2SO_4 \xrightarrow{} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(CH_2)_2SO_3H + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(CH_2)_2SO_3H + H_2O}



#### Αλογόνωση

Με αλογόνωση βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-αλοβενζοκυκλοβουτένιο και 4-αλοβενζοκυκλοβουτένιο:

50 px  \mathrm{+ X_2 \xrightarrow{AlX_3} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(CH_2)_2X + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(CH_2)_2X + HX}


* όπου Χ Cl ή Br. Τα άλλα αντίστοιχα αλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση KI ή Hg2F2, αντίστοιχα.
* Ειδικά για το βρώμιο καλύτερος καταλύτης είναι ο FeBr3.

#### Αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts

Με αλκυλίωαη κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-αλκυλοβενζοκυκλοβουτένιο και 4-αλκυλοβενζοκυκλοβουτένιο:

50 px  \mathrm{+ RX \xrightarrow{AlX_3} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(CH_2)_2R + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(CH_2)_2R + HX}



#### Ακυλίωση κατά Friedel-Crafts

Με ακυλίωαη κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-ακυλοβενζοκυκλοβουτένιο και 4-ακυλοβενζοκυκλοβουτένιο:

50 px  \mathrm{+ RCOX \xrightarrow{AlX_3} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(CH_2)_2COR + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(CH_2)_2COR + HX}



#### Υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-βενζοκυκλοβουτενόλη και 4-βενζοκυκλοβουτενόλη:

50 px  \mathrm{+ HOX \xrightarrow{AlX_3} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(CH_2)_2OH + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(CH_2)_2OH + HX}



#### Καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts

Με καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-βενζοκυκλοβουτυλομεθανικό οξύ και 4-βενζοκυκλοβουτυλομεθανικό οξύ:

50 px  \mathrm{+ XCOOH \xrightarrow{AlX_3} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(CH_2)_2COOH + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(CH_2)_2COOH + HX}



#### Αμίνωση κατά Friedel-Crafts

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-βενζοκυκλοβουταναμίνη και 4-βενζοκυκλοβουταναμίνη:

50 px  \mathrm{+ NH_2X \xrightarrow{AlX_3} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(CH_2)_2COOH + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(CH_2)_2NH_2 + HX}



### Αλομεθυλίωση κατά Blanc

Με αλομεθυλίωση κατά Blanc βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως 3-αλομεθυλοβενζοκυκλοβουτένιο και 4-αλομεθυλοβενζοκυκλοβουτένιο:

50 px  \mathrm{+ HCHO + HX \xrightarrow{AlX_3} \frac{1}{2} 3-C_6H_3(CH_2)_2CH_2X + \frac{1}{2} 4-C_6H_3(CH_2)_2CH_2X + HX}



### Οζονόλυση

Με Οζονόλυση βενζοκυκλοβουτένιου παράγονται κυρίως αιθανοδιάλη και 1,2-κυκλοβουτανοδιόνη:

50 px  \mathrm{+ 2O_3 \xrightarrow{Zn} 2HCOCHO + 1,2-C_4H_6(O)_2}



## Αναφορές και σημειώσεις


## 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

Κατηγορία:Αρένια
Κατηγορία:C8