Κυκλοπροπυλομεθανάλη

Η **κυκλοπροπυλομεθανάλη** ή **κυκλοπροπανοκαρβοξαλδεΰδη** ή **κυκλοπροπανοκαρβαλδεΰδη** ή **κυκλοπροπυλοκαρβοξαλδεΰδη** ή **φορμυλοκυκλοπροπάνιο** είναι οργανική χημική ένωση που ανήκει στην ομόλογη σειρά των κυκλοαλκαναλών, δηλαδή των αλδεϋδών με ένα δακτύλιο και κανένα πολλαπλό δεσμό (εκτός του διπλού δεσμού το καρβονυλίου). Ο σύντομος συντακτικός της τύπος είναι 100 px. Με βάση το χημικό της τύπο, C<sub>4</sub>H<sub>6</sub>O, έχει 54 ισομερή θέσης.

## Κυκλοπροπάνια

«**Κυκλοπροπάνια**» ονομάζονται τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο, που αποτελεί και το χαρακτηριστικό της δομής τους. Οι πλευρικές αλυσίδες, όταν υπάρχουν, διαμορφώνονται όπως στα αλκάνια. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της μοριακής δομής τους είναι η εμφάνιση γωνίας δεσμού  \mathrm{\widehat{C-C-C} = 60^o  που είναι η συνηθισμένη γωνία δεσμού sp3-sp3 που αντιστοιχεί σε κορεσμένο. Ύστερα από ενεργειακή ανάλυση των πιθανών δομών - μοριακών μοντέλων με κβαντομηχανικές μεθόδους προέκυψε ως πιθανότερη η εκδοχή του sp2 υβριδισμού και της δημιουργίας δύο μοριακών τροχιακών τριών κέντρων (των τριών ατόμων C), σ (2sp2-2sp2-2sp2) και π (2p-2p-2p), με 3 ηλεκτρόνια ανά μοριακό τροχιακό, ώστε να χρησιμοποιηθούν τα 6 διαθέσιμα ηλεκτρόνια των 3 ατόμων C (τα άλλα 6 χρησιμοποούνται για τους 6 σ δεσμούς με τα 6 άτομα υδρογόνου ή και τα αλκύλια). Αντί δηλαδή των κλασσικών 3 ομοιοπολικών δεσμών δύο κέντρων μεταξύ των ατόμων C, υπάρχουν 2 ομοιοπολικοί δεσμοί τριών κέντρων.

300 px

Εξαιτίας αυτού του γεγονότος προκύπτει η λεγόμενη «**ενέργεια τάσης δεσμών**» που συνυπολογίζει την ενέργεια παραμόρφωσης δεσμικής γωνίας (κατά Baeyer), που οφείλεται στη διαφορά γωνίας από την κανονική, και την ενέργεια στρέψης (κατά Piltzer), που οφείλεται στην αδυναμία του συστήματος να στρέψει τους δεσμούς του και να πάρει διαμόρρφωση αποφυγής των απώσεων τύπου Van der Waals, που αναπτύσσονται από την προσέγγιση αλληλοαπωθούμενων ατόμων και ομάδων αυτών. Ενώ λοιπόν το ισομερές προπένιο έχει θερμότητα ολικής καύσης 1.971 kcal/mole το κυκλοπροπάνιο έχει 2.088 kcal/mole. Το ΔQ = 117 kJ/mole αντιστοιχεί ακριβώς στην επιπλέον ενέργεια που παγιδεύει η ιδιάζουσα δομή του τριμελή δακτυλίου.
Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3.
Η κυκλοπροπυλομεθανάλη διαφέρει από το κυκλοπροπάνιο στο ότι διαθέτει μια φορμυλομάδα (CHO), αντί ενός ατόμου υδρογόνου. Έτσι συνδυάζει και τις ιδιότητες των αλδεϋδών.

## Παραγωγή

### Με επίδραση κυκλοπροπυλoμαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα

Με επίδραση κυκλοπροπυλoμαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα:

50 px
\mathrm{+ Mg \xrightarrow}
60 px

60 px
\mathrm{+ HCOOR \xrightarrow{}}
100 px


### Με μερική οξείδωση κυκλοπροπυλομεθανόλης

Με μερική οξείδωση κυκλοπροπυλομεθανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου:

100 px

\mathrm{+ \frac{2}{3}CrO_3 \xrightarrow{} \frac{1}{3}Cr_2O_3 + H_2O +}

100 px


### Με έμμεση μερική αναγωγή κυκλοπροπυλομεθανικού οξέος

1. Αρχικά το κυκλοπροπυλομεθανικό οξύ μετατρέπεται σε κυκλοπροπυλομεθανοϋλοχλωρίδιο:

60 px

\mathrm{+ SOCl_2 \xrightarrow{} SO_2 + HCl +}

60 px


2. Το κυκλοπροπυλομεθανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς κυκλοπροπυλομεθανάλη:

60 px

\mathrm{+ H_2 \xrightarrow{Pd} HCl +}

100 px


### Με οζονόλυση 1,2-δι(κυκλοπροπυλο)αιθένιου

Με οζονόλυση 1,2-δι(κυκλοπροπυλο)αιθένιου παράγεται τελικά κυκλοπροπυλομεθανάλη:

100 px

\mathrm{+ \frac{2}{3}O_3 \xrightarrow{} 2}

100 px


### Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 1,2-δι(κυκλοπροπυλο)αιθανοδιόλη-1,2

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 1,2-δι(κυκλοπροπυλο)αιθανοδιόλη-1,2 παράγεται κυκλοπροπυλομεθανάλη:

160 px

\mathrm{+ HIO_4 \xrightarrow{} + HIO_3 + H_2O + 2}

100 px


### Από 2,4-διαλοβουτανάλη

Με επίδραση ψευδαργύρου σε 2,4-διαλοβουτανάλη παράγεται κυκλοπροπυλομεθανάλη, με ενδομοριακή αντίδραση Wurtz :


\mathrm{
XCH_2CH_2CHXCHO  + Zn \xrightarrow{ } ZnX_2 +}  100 px


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

### Ταυτομέρεια με κυκλοπροπυλιδενομεθανόλη

Η κυκλοπροπυλομεθανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της κυκλοπροπυλιδενομεθανόλης. Μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων:

400 px


### Αναγωγή προς κυκλοπροπυλομεθανόλη

Μπορεί να αναχθεί προς κυκλοπροπυλομεθανόλη με τις ακόλουθες μεθόδους

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):

100 px

\mathrm{+ \frac{1}{4} LiAlH_4 \xrightarrow{+2H_2O} \frac{1}{4} LiAlO_2 +}

100 px


2. Με καταλυτική υδρογόνωση:

100 px

\mathrm{+ H_2 \xrightarrow{Ni \; \acute{\eta} \; Pd}}

100 px

* Με τη χρήση λευκοχρύσου ως καταλύτη και περίσσεια υδρογόνου, έχουμε και προσθηκοδιάσπαση στον τριμελή δακτύλιο, με αποτέλεσμα το σχηματισμό βουτανόλης-1:

100 px

\mathrm{+ 2H_2 \xrightarrow{Pt} CH_3CH_2CH_2CH_2OH}



### Αναγωγή προς μεθυλοκυκλοπροπάνιο

Μπορεί να αναχθεί προς μεθυλοκυκλοπροπάνιο με την μεθόδο Wolff-Kishner

100 px

\mathrm{+ NH_2NH_2 \xrightarrow{KOH} N_2 + H_2O +}

40 px


### Οξείδωση προς κυκλοπροπυλομεθανικό οξύ

Μπορεί να οξειδωθεί προς κυκλοπροπυλομεθανικό οξύ;

1. Με υπερμαγγανικό κάλιο:

100 px

\mathrm{+ \frac{2}{3} KMnO_4 + \frac{1}{3} H_2SO_4 \xrightarrow{} + \frac{2}{3} MnO_2 + \frac{1}{3} K_2SO_4 + \frac{1}{3} H_2O +}

60 px


2. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

100 px

\mathrm{+ \frac{2}{3}  CrO_3 \xrightarrow{} \frac{1}{3} Cr_2O_3 +}

60 px


3. Με οξυγόνο:

100 px

\mathrm{+ \frac{1}{2} O_2 \xrightarrow{}}

60 px


4. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

100 px

\mathrm{+ Ag_2O \xrightarrow{NH_4NO_3} 2Ag \downarrow +}

60 px


5. Με αντιδραστήρια Fehling:

100 px

\mathrm{+ CuO \xrightarrow{NH_4NO_3} Cu_2O \downarrow +}

60 px


* Οι αντιδράσεις 4-5 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

### Οξείδωση προς (1-υδροξυκυκλοπροπυλο)μεθανάλη

Μπορεί να οξειδωθεί προς (1-υδροξυκυκλοπροπυλο)μεθανάλη με χρήση διοξειδίου του σεληνίου

100 px

\mathrm{+ \frac{1}{2} SeO_2 \xrightarrow{} \frac{1}{2} Se + }

100 px


## Αναφορές και σημειώσεις


## 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
* Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.

Κατηγορία:Κυκλοαλκανάλες
Κατηγορία:Κυκλοπροπάνια
Κατηγορία:C4