Φθορομεθυλοβενζόλιο

To **φθορομεθυλοβενζόλιο** ή **φθορομεθυλοβενζενιο** ή **βενζυλοφθορίδιο** είναι μια αρωματική χημική ένωση με χημικό τύπο C7H7F, που παριστάνεται συντομογραφικά ως BnF. Είναι ένα παράγωγο του βενζολίου, από το οποίο προκύπτει τυπικά με αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου από φθορομεθύλιο.

## Δομή





## Παραγωγή

### Με φθορίωση τολουολίου

Με φωτοχημική φθορίωση τολουολίου παράγεται φθορομεθυλοβενζόλιο, αν και αυτή η μέθοδος αποφεύγεται για λόγους ασφαλείας:

\mathrm{PhCH_3 + F_2 \xrightarrow{hv} PhCH_2F + HF} 


### Με υποκατάσταση υδροξυλίου από φθόριο

Με επίδραση υδροφθορίου (HF) σε βενζυλική αλκοόλη (PhCH2OH) πσράγεται φθορομεθυλοβενζόλιο:

\mathrm{PhCH_2OH + HF \xrightarrow{ZnF_2} PhCH_2F + H_2O} 

* Συνήθως το υδροφθόριο παρασκευάζεται επιτόπου (*«in citu»*) με την αντίδραση:


\mathrm{2NaF + H_2SO_4 \xrightarrow{} Na_2SO_4 + 2HF}



### Με υποκατάσταση χλωρίου από φθόριο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε (χλωρομεθυλο)βενζόλιο (BnCl) πσράγεται φθορομεθυλοβενζόλιο:

\mathrm{2PhCH_2Cl + Hg_2F_2 \xrightarrow{} 2PhCH_2F + Hg_2Cl_2 \downarrow} 


### Με φθορομεθυλίωση κατά Blanc

Με φθορομεθυλίωση κατά Blanc βενζολίου, από μεθανάλη και υδροφθόριο, παράγεται φθορομεθυλοβενζόλιο:


\mathrm{PhH + HCHO + HF \xrightarrow{ZnF_2} PhCH_2F + H_2O}



## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

### Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης

* Οι αντιδράσεις είναι πολύ πιο αργές σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αρυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων.

#### Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) παράγεται βενζυλική αλκοόλη (PhCH2OH):

\mathrm{PhCH_2F + NaOH \xrightarrow{} PhCH_2OH + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) παράγεται αλκυλοβενζυλαιθέρας (PhCH2OR):

\mathrm{PhCH_2F + RONa \xrightarrow{} PhCH_2OR + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) παράγεται βενζυλαλκίνιο (RC≡CCH2Ph). Π.χ.:

\mathrm{PhCH_2F + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CCH_2Ph + NaF} 


#### Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) παράγεται καρβονικό βενζυλεστέρας (RCOOCH2Ph):

\mathrm{PhCH_2F + RCOONa \xrightarrow{} RCOOCH_2Ph + NaF} 


#### Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) παράγεται φαινυλαιθανονιτρίλιο (PhCH2CN):

\mathrm{PhCH_2F +NaCN \xrightarrow{} PhCH_2CN + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) παράγεται αλκυλοβενζόλιο:

\mathrm{PhCH_2F + RLi \xrightarrow{} PhCH_2R + LiF} 


#### Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) παράγεται βενζυλική θειόλη (PhCH2SH):

\mathrm{PhCHCH_2F + NaSH \xrightarrow{} PhCH_2SH + NaF} 


#### Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) παράγεται αλκυλοβενζυλοθειαιθέρας (PhCH2SR):

\mathrm{PhCH_2F + RSNa \xrightarrow{} PhCH_2SR + NaF} 


#### Υποκατάσταση από ιώδιο

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) παράγεται (ιωδομεθυλο)βενζόλιο (BnI):

\mathrm{PhCH_2F + NaI \xrightarrow{} PhCH_2I + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH3) παράγεται βενζυλαμίνη (BnNH2):

\mathrm{PhCH_2F + NH_3 \xrightarrow{} PhCH_2NH_2 + HF} 


#### Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται N-αλκυλοβενζυλαμίνη (BnNHR):

\mathrm{PhCH_2F + RNH_2 \xrightarrow{} PhCH_2NHR + HF} 


#### Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R΄NHR) παράγεται βενζυλο-N,N-διαλκυλαμίνη [BnN(R)R΄]:

\mathrm{PhCH_2F + R\acute{}\;NHR \xrightarrow{} PhCH_2N(R)R\acute{} + HF} 


#### Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει βενζυλοφωσφίνη:

\mathrm{PhCH_2F + PH_3 \xrightarrow{} PhCH_2PH_2 + HF} 


#### Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) παράγεται (νιτρομεθυλο)βενζόλιο (BnNO2):

\mathrm{PhCH_2F + AgNO_2 \xrightarrow{} PhCH_2NO_2 + AgF} 


#### Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζόλιο παράγεται διφαινυλομεθάνιο:

\mathrm{PhH + PhCH_2F \xrightarrow{AlCl_3} PhCH_2Ph + HF}



### Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται βενζυλολίθιο:


\mathrm{PhCH_2F + 2Li \xrightarrow PhCH_2Li + LiF}


2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard):


\mathrm{PhCH_2F + Mg \xrightarrow PhCH_2MgF}



### Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται τολουόλιο:


\mathrm{4PhCH_2F + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4PhCH_3 + LiF + AlF_3}


2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται τολουόλιο:


\mathrm{PhCH_2F + Zn + HCl \xrightarrow{} PhCH_3 + ZnClF}


3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου παράγεται τολουόλιο:


\mathrm{PhCH_2F + SiH_4 \xrightarrow{BF_3} PhCH_3 + SiH_3F}


4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.:

\mathrm{PhCH_2F + RSnH_3 \xrightarrow{} PhCH_3 + RSnH_2F} 


### Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 3-φαινυλο-1-φθοροπροπάνιο (PhCH2CH2CH2F):


\mathrm{PhCH_2F + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} PhCH_2CH_2CH_2F}


2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 3-φαινυλο-1-φθοροπροπένιο (PhCH2CH=CHF):


\mathrm{PhCH_2F + HC \equiv CH \xrightarrow{} PhCH_2CH=CH_2F}


3. Η αντίδραση του φθορομεθυλοβενζολίου με συζυγή αλκαδιένια αντιστοιχεί κυρίως σε 1,4-προσθήκη, αν και είναι επίσης δυνατές η 1,2-προσθήκη και η 3,4-προσθήκη, με τη χρήση κατάλληλων συνθηκών. Π.χ:


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + PhCH_2F \xrightarrow{} RCHFCH=CHCH_2CH_2Ph} 
 (1,4-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + PhCH_2F \xrightarrow{} RCH=CHCHFCH_2CH_2Ph} 
 (1,2-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + PhCH_2F \xrightarrow{} \frac{1}{2} RCHFCH(CH_2Ph)CH=CH_2 + \frac{1}{2} RCH(CH_2Ph)CHFCH=CH_2} 
 (3,4-προσθήκη)

4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 4-φαινυλο-1-φθοροβουτάνιο:

40px|κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ PhCH_2F \xrightarrow{} PhCH_2CH_2CH_2CH_2F} 

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει βενζοξυ-2-φθοραιθάνιο:

30 px  \mathrm{+ PhCH_2F \xrightarrow{} FCH_2CH_2OCH_2Ph} 


### Αντιδράσεις ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης

* Η παρουσία του φθορομεθυλίου απενεργοποιεί μερικώς τον αρωματικό χαρακτήρα, κάνοντας τις παρακάτω αντιδράσεις πιο αργές σε σύγκριση με τις αντίστοιχες του βενζολίου. Παράγονται μετα- παράγωγα.

#### Νίτρωση

Με νίτρωση παράγει μετανιτρο(φθορομεθυλο)βενζόλιο:


\mathrm{PhCH_2F + HNO_3 \xrightarrow{\pi.H_2SO_4}  \mu-C_6H_4(NO_2)CH_2F + H_2O}



#### Σουλφούρωση

Με σουλφούρωση παράγει μετα(φθορομεθυλο)βενζοσουλφονικό οξύ:

\mathrm{PhCH_2F + H_2SO_4 \xrightarrow{} \mu-C_6H_4(CH_2F)SO_3H + H_2O}



#### Αλογόνωση

Με αλογόνωση παράγει μετααλο(φθορομεθυλο)βενζόλιο:


\mathrm{PhCH_2F + X_2 \xrightarrow{FeX_3} \mu-C_6H_4(X)CH_2F + HX}


* όπου Χ F ή Br. Τα άλλα αντίστοιχα αλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση KI ή Hg2F2, αντίστοιχα.

#### Αλκυλίωση

Με αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μετααλκυλο(φθορομεθυλο)βενζόλιο:


\mathrm{PhCH_2F + RX \xrightarrow{AlX_3} \mu-C_6H_4(R)CH_2F + HX}



#### Ακυλίωση

Με ακυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μεταακυλοφθοροβενζόλιο:


\mathrm{PhCH_2F + RCOX \xrightarrow{AlX_3} \mu-C_6H_4(CH_2F)COR + HX}



#### Υδροξυλίωση

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μετα(μεθυλοφθορο)φαινόλη:


\mathrm{PhCH_2F + XOH \xrightarrow{AlX_3}\mu-C_6H_4(CH_2F)OH + HX}



#### Αμίνωση

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts παράγει μετα(φθορομεθυλο)ανιλίνη:


\mathrm{PhCH_2F + NH_2X \xrightarrow{AlX_3} \mu-C_6H_4(CH_2F)NH_2 + HX}



#### Καρβοξυλίωση

Με καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts προς μετα(φθορομεθυλο)βενζοϊκό οξύ:


\mathrm{PhCH_2F + XCOOH \xrightarrow{AlX_3} \mu-C_6H_4(CH_2F)COOH + HX}



#### Αναγωγή

Με υδρογόνωση παράγει(φθορομεθυλο)κυκλοεξάνιο:


\mathrm{PhCH_2F + 3H_2 \xrightarrow{Pt} C_6H_{11}CH_2F} 


#### Οζονόλυση

Με Οζονόλυση παράγει αιθανοδιάλη και 2-οξο-3-φθοροπροπανάλη:


\mathrm{PhCH_2F + 2O_3 \xrightarrow{} 2O=CHCH=O + FCH_2COCHO}



#### Αλομεθυλίωση

Με αλομεθυλίωση κατά Blanc παράγει μετα(αλομεθυλο)(φθορομεθυλο)βενζόλιο:


\mathrm{PhCH_2F + HCHO + HX \xrightarrow{ZnX_2} \mu-C_6H_4(CH_2F)CH_2X + H_2O}



### Παραγωγή και παρεμβολή βενζυλενίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υδροξείδιου του καλίου αποσπάται υδροφθόριο παράγοντας βενζυλένιο:

\mathrm{PhCH_2F + KOH \xrightarrow{} [PhCH:] + KF + H_2O}

* Το ασταθές βενζυλένιο στη συνέχεια συμπεριφέρεται σα δίριζα και παρεμβάλλεται σε δεσμούς C-Η ή προσθέτεται σε πολλαπλούς δεσμούς, σχηματίζοντας τριμελείς δακτύλιους. Παραδείγματα:

1. Παρεμβολή στον εαυτό του:

\mathrm{2PhCH_2F + KOH \xrightarrow{} \frac{2}{13} PhCH_2CHFPh + \frac{2}{13} o-PhCH_2(C_6H_4)CH_2F + \frac{2}{13} \mu-PhCH_2(C_6H_4)CH_2F + \frac{1}{13} \pi-PhCH_2(C_6H_4)CH_2F + KF + H_2O +}\mathrm{+ \frac{2}{13}} **7-φαινυλο-1-φθορομεθυλοκυκλοεπτατριένιο** \mathrm{+ \frac{2}{13}} **7-φαινυλο-2-φθορομεθυλοκυκλοεπτατριένιο** \mathrm{+ \frac{2}{13}} **7-φαινυλο-3-φθορομεθυλοκυκλοεπτατριένιο**


2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο:

\mathrm{CH_2=CH_2 + PhCH_2F + KOH \xrightarrow{} \frac{4}{5} PhCH_2CH=CH_2 + KF + H_2O + \frac{1}{5}} **φαινυλοκυκλοπροπάνιο**


3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο:

\mathrm{HC \equiv CH + PhCH_2F + KOH \xrightarrow{} \frac{2}{3} PhCH_2C \equiv CH + KF + H_2O + \frac{1}{3}} **φαινυλοκυκλοπροπένιο**


4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο:


\mathrm{PhH + PhCH_2F + KOH \xrightarrow{} \frac{1}{2} PhCH_2Ph + KF + H_2O + \frac{1}{2}} **7-φαινυλοκυκλοεπτατριένιο**


5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη:


\mathrm{HCHO + PhCH_2F + KOH \xrightarrow{} KF + H_2O + \frac{2}{3} PhCH_2CHO + \frac{1}{3}}  **φαινυλοξιράνιο**


## Σημειώσεις και αναφορές


## 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
* Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985

Κατηγορία:Αρυλαλογονίδια
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις φθορίου
Κατηγορία:C7