1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο

Το **1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο** (αγγλικά *1,2-Dimethylcyclopropane*) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, δηλαδή είναι υδρογονάνθρακας, με μοριακό τύπο **[[C5H10|C<sub>5</sub>H<sub>10</sub>]]** ή πιο αναλυτικά **1,2-**(**CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>(C<sub>3</sub>H<sub>4</sub>)**. Έχει δύο γεωμετρικά ισομερή (cis-) και (trans-),  ανάλογα με τη σχετική θέση των δυο μεθυλίων του σε σχέση με το επίπεδο του τριγώνου που σχηματίζει ο κυκλοπροπανικός δακτύλιος. Πιο συγκεκριμένα, είναι ένας αλεικυκλικός υδρογονάνθρακας. Δομικά αποτελείται από έναν κυκλοπροπανικό δακτύλιο (δηλαδή ανήκει στα «θυγατρικά» κυκλοπροπάνια) και από δύο (2) μεθυλομάδες (CH3-), ενωμένες σε δύο διαφορετικά κυκλοπροπανικά άτομο άνθρακα. Το 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο ανήκει στην ομόλογη σειρά των κυκλοαλκανίων, δηλαδή των κορεσμένων υδρογονανθράκων με έναν (τουλάχιστον) δακτύλιο.

## Παραγωγή

### Ενδομοριακή αντίδραση Freund
Με την τροποποιημένη αντίδραση Φρέουντ (*Freund reaction*) με Zn, που δίνει μεγαλύτερη απόδοση στην ενδομοριακή αντίδραση. Σ' αυτήν την περίπτωση η στοιχειομετρική εξίσωση της αντίδρασης γίνεται:

 \mathrm{CH_3CHBrCH_2CHBrCH_3 + Zn \xrightarrow{} ZnBr_2 +} 80 px


### Με χρήση καρβενίου

Με προσθήκη μεθυλενίου σε μεθυλοπροπενίου. Το μεθυλένιο στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι καλύτερα να προέρχεται από τη χρήση συστήματος διωδομεθάνιου (ZnI2), ψευδαργύρου (Zn) και χαλκού (Cu, ως καταλύτη):


\mathrm{CH_3CH=CHCH_3 + CH_2I_2 + Zn \xrightarrow{Cu} ZnI_2 +}  80 px


## Χημικές ιδιότητες

### Οξείδωση

1. Όπως όλα τα κυκλοαλκάνια, το 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο με περίσσεια οξυγόνου καίγεται προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό :

80 px\mathrm{+ \frac{15}{2}O_2 \xrightarrow{\triangle} 5CO_2 + 5H_2O + 3402 \; J}  

:* Αν και η αντίδραση είναι μια έντονα εξώθερμη δεν συμβαίνει σε μέτριες θερμοκρασίες, γιατί για την έναρξή της πρέπει να υπερπηδηθεί πρώτα το εμπόδιο της διάσπασης των δεσμών C-C, των δεσμών C-H και των δεσμών (Ο=Ο) του O2.
:* Στην αναφερόμενη θερμότητα καύσεως εμπεριέχεται και η χημική ενέργεια που έχει αποθηκευθεί ως ενέργεια παραμόρφωσης κατά το σχηματισμό του τριμελούς δακτυλίου και απελευθερώνεται με την καύση. Η ενέργεια αυτή για τριμελή ισοκυκλικό ανθρακούχο δακτύλιο υπολογίστηκε, όπως αναφέρεται στο κυκλοπροπάνιο, σε 117 kJ/mole.
2. Παραγωγή υδραερίου:

80 px \mathrm{+ 5H_2O \xrightarrow[700-1100^oC]{Ni} 5CO + 10H_2}  

3. Καταλυτική οξυγόνωση. Με έντονες οξειδωτικές συνθήκες δίνει (κυρίως) 2,3-διμεθυλοξιράνιο:

80 px  \mathrm{+ \frac{1}{2}O_2 \xrightarrow[1-2MPa, \; \triangle]{Ag}} 80 px 

4. Με υπερμαγγανικό κάλιο προς 1,2-διμεθυλοκυκλοπρονόλη:

80 px \mathrm{+ 2KMnO_4 + H_2SO_4 \xrightarrow{} 2MnO_2 + K_2SO_4 + H_2O +} 100 px


### Επίδραση καρβενίων

* Το 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο έχει 10 άτομα υδρογόνου για παρεμβολή καρβενίων:

100 px  \mathrm{+ CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} KCl + H_2O + \frac{3}{5}}  100 px \mathrm{+\frac{1}{5}}  100 px \mathrm{+\frac{1}{5}}  100 px   


* Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
:1. Παρεμβολή στους έξι (6) δεσμούς CH2-H: 6.
:2. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς CH-H: 2.
:2. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς C-H: 2.

Προκύπτει επομένως μίγμα 1-αιθυλο-2-μεθυλοκυκλοκυκλοπροπάνιου ~60%, 1,1,2-τριμεθυλοκυκλοπροπάνιου ~20% και 1,2,3-τριμεθυλοκυκλοπροπάνιου 20%.

### Νίτρωση

* Αντιδρά με ατμούς HNO<sub>3</sub> στην αέρια φάση:

100 px  \mathrm{+ HNO_3 \xrightarrow{\triangle} + H_2O + a}   100 px \mathrm{+b}  100 px  \mathrm{+c}  150 px


όπου a, b, c > 0, a + b + c = 1.

### Καταλυτική υδρογόνωση-1,3
Με καταλυτική υδρογόνωση - Παράγεται (κυρίως)  μεθυλοβουτάνιο:

80 px  \mathrm{+ H_2 \xrightarrow{Pt} (CH_3)_2CHCH_2CH_3} 


### Υδραλογόνωση-1,3

Με υδραλογόνο (ΗΧ) - Παράγεται (κυρίως)  2-αλο-3-μεθυλοβουτάνιο:

80 px  \mathrm{+ HX \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH(X)CH_3} 


### Υδροξυαλογόνωση-1,3

Με υπαλογονώδες οξύ (HOX) - Παράγεται (κυρίως) 4-αλο-3-μεθυλο-2-βουτανόλη:

80 px  \mathrm{+ HOX \xrightarrow{} XCH_2CH(CH_3)CH(OH)CH_3} 

* Η παραπάνω αντίδραση, ισχύει όταν X = Cl, Br ή I. Στην περίπτωση του υποφθοριώδους οξέος (HOF), παράγεται κυρίως 2-μεθυλο-3-φθορο-1-βουτανόλη:   80 px  \mathrm{+ HOF \xrightarrow{} CH_3CHFCH(CH_3)CH_2OH}  

### Ενυδάτωση-1,3

Με επίδραση θειικού οξέος σε 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιo παράγεται (τελικά κυρίως) 3-μεθυλο-2-βουτανόλη:

80 px  \mathrm{+ H_2SO_4 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH(OSO_3H)CH_3 \xrightarrow[-H_2SO_4]{+H_2O} (CH_3)_2CHCH(OH)CH_3}



### Διυδροξυλίωση-1,3

Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε 1,2-διμεθυλοκυκλοπροπάνιo, παρουσία καρβοξυλικών οξέων παράγεται (κυρίως)  2-μεθυλο-1,3-βουτανoδιόλη:

80 px  \mathrm{ + H_2O_2 \xrightarrow{RCOOH} CH_3CH(OH)CH(CH_3)CH_2OH}



### Διαλογόνωση-1,3
Με διαλογόνωση-1,3 παράγεται (κυρίως) 1,3-διαλο-2-μεθυλοβουτάνιο:
80 px  \mathrm{ + X_2 \xrightarrow{RCOOH} CH_3CHXCH(CH_3)CH_2X} 


## 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
* http://www.lookchem.com/cas-163/1630-94-0.html

## Αναφορές και παρατηρήσεις


Κατηγορία:Κυκλοπροπάνια
Κατηγορία:Κυκλοαλκάνια
Κατηγορία:C5