2-φθοροπροπένιο

Το **ισοπροπενυλοφθορίδιο** ή **2-προπυλενοφθορίδιο** ή **2-φθοροπροπένιο** έχει χημικό τύπο είναι C3H5F και σύντομο συντακτικό CH3CF=CH2. Ανήκει στα αλκενυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα μονοακόρεστα, δηλαδή με ένα διπλό δεσμό, οργανομονοαλογονίδια.  Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:
# 1-φθοροπροπένιο.
# 3-φθοροπροπένιο.
# Φθοροκυκλοπροπάνιο.

## Μοριακή δομή





## Παραγωγή

### Από προπίνιο

Με μερική υδροφθορίωση αιθινίου παράγεται ισοπροπενυλοφθορίδιο:

\mathrm{
CH_3C \equiv CH  + HF \xrightarrow{} CH_3CF=CH_2
}


### Από αλοφθοροπροπάνιο

Με απόσπαση ενός ατόμου υδραλογόνου από 1-αλο-2-φθοροπροπάνιο ή 2-αλο-2-φθοροαιθάνιο, με καλύτερα αποτελέσματα αν το άλλο αλογόνο δεν είναι κι εκείνο φθόριο, παράγεται ισοπροπενυλοφθορίδιο:

\mathrm{\mathrm{ CH_3CHFCH_2X + NaOH \xrightarrow[\triangle]{ROH} CH_3CF=CH_2 + NaX }}
ή
\mathrm{\mathrm{ CH_3CFXCH_3 + NaOH \xrightarrow[\triangle]{ROH} CH_3CF=CH_2 + NaX }}


### Με αφυδάτωση 2-φθορο-1-προπανόλης

Με ενδομοριακή αφυδάτωση 2-φθορο-1-προπανόλης παράγεται ισοπροπενυλοφθορίδιο. Η αντίδραση ευνοείται σε σχετικά υψηηλές θερμοκρασίες, >150&nbsp;°C:

\mathrm{ CH_3CHFCH_2OH \xrightarrow[>150^oC]{\pi .H_2SO_4} CH_3CF=CH_2 + H_2O }


### Με απόσπαση αλογόνου

Με απόσπαση αλογόνου (X2) από 1,2-διαλο-2-φθοροπροπάνιο παράγεται ισοπροπενυλοφθορίδιο. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο:

\mathrm{\mathrm{ CH_3CFXCH_2X + Zn \xrightarrow{} CH_3CF=CH_2 + ZnX_2 }}


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

* Παρέχει δυνατότητες προσθήκης στο διπλό του δεσμό, όσο και προσθήκης ή απόσπασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το χειρότερο για τέτοιες αντιδράσεις.
* Σε περίπτωση προσθήκης, το αρνητικότερο τμήμα της προσθηκόμενης ένωσης, προσελκύεται στο άτομο άνθρακα #2,  λόγω της παρουσίας του ηλεκτραρνητικού φθορίου δημιουργείται μερικό θετικό φορτίο στο άτομο άνθρακα.
### Αντιδράσεις προσθήκης στο διπλό δεσμό
#### Προσθήκη ύδατος
1. Επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση). Παράγεται προπανόνη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + H_2SO_4 \xrightarrow{} CH_3C(F)(OSO_3H)CH_3 \xrightarrow[-H_2SO_4]{+H_2O} CH_3C(F)(OH)CH_3 \xrightarrow{-HF} CH_3C(OH)=CH_2 \xrightarrow{} CH_3COCH_3
}

* Αρχικά παράγεται 2-φθορο-2-προπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-προπεν-2-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε προπανόνη.
2. Υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται τρι(2-φθοροπροπυλο)βοράνιο και στη συνέχεια 2-φθορο-1-προπανόλη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + BH_3 \xrightarrow{} CH_3CHFCH_2BH_2 \xrightarrow{+CH_3CF=CH_2} (CH_3CHFCH_2)_2BH \xrightarrow{+CH_3CF=CH_2} (CH_3CHFCH_2)_3B \xrightarrow{+3H_2O_2} 3CH_3CHFCH_2OH  + H_3BO_3
}

* Προσθήκη διβορανίου έχει το ίδιο αποτέλεσμα.
3. Αντίδραση με οξικό υδράργυρο και έπειτα αναγωγή, αρχικά παράγεται 2-φθοροπροπανόλη-2 που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας προπενόλη-2, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε προπανόνη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2  + (CH_3COO)_2Hg + H_2O \xrightarrow[-CH_3COOH]{Et_2O} CH_3CF(OH)CH_2HgOOCCH_3 \xrightarrow[]{+NaBH_4+NaOH} CH_3C(F)(OH)CH_3 + Hg + CH_3COONa + Na[BH_3OH]}
\mathrm{ CH_3C(F)(OH)CH_3  \xrightarrow{-HF} CH_3C(OH)=CH_2 \xrightarrow{} CH_3COCH_3 }

4. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα αλλυλικής υδροξυλίωσης κατά Prins με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε ισοπροπενυλοφθορίδιο απουσία νερού. Π.χ. με μεθανάλη προκύπτει 3-φθορο-2-βουτεν-1-όλη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + HCHO  \xrightarrow{H_2SO_4} CH_3CF=CH_2CH_2OH  } 


#### Προσθήκη υποαλογονώδους οξέως

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε 2-φθοροπροπένιο παράγεται αλοπροπανόνη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + HOX \xrightarrow{} CH_3CF(OH)CH_2X  \xrightarrow{-HF} CH_3C(OH)=CHX \xrightarrow{} CH_3COCH_2X
}

* Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

\mathrm{
2H_2O + X_2 \xrightarrow{} 2HOX
}

* Αρχικά παράγεται 1-αλο-2-φθορο-2-προπανόλη που αφυδροφθοριώνεται παράγοντας 1-αλο-1-προπεν-2-όλη, η οποία τελικά ισομερειώνεται σε αλoπροπανόνη.
Τα παραπάνω ισχύουν αν X≠F. Αν X=F τότε παράγεται 2,2-διφθορο-1-προπανόλη:

\mathrm{
CH_2CF=CH_2 + HOF \xrightarrow{} CH_3CF_2CH_2OH  
}


#### Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση 2-φθοροπροπενίου σχηματίζεται 2-φθοροπροπάνιο. Π.χ.:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2  + H_2 \xrightarrow{Ni\;\acute{\eta}\; Pd \;\acute{\eta}\; Pt} CH_3CHFCH_3
}


#### Αλογόνωση

Με επίδραση αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε 2-φθοροπροπένιο έχουμε προσθήκη στο διπλό δεσμό. Παράγεται 1,2-διαλο-2-φθοροπροπάνιο. Π.χ.:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + + X_2 \xrightarrow{CCl_4} CH_3CFXCH_2X
}


#### Υδραλογόνωση

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε  2-φθοροπροπένιο  παράγεται 2-αλο-2-φθοροπροπάνιο:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + HX \xrightarrow{} CH_3CFXCH_3
}


#### Υδροκυάνωση

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε 2-φθοροπροπένιο παράγεται μεθυλο-2-φθοροπροπανονιτρίλιο:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2  + HCN \xrightarrow{} (CH_3)_2CHFCN
}


#### Καταλυτική φορμυλίωση

Με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε 2-φθοροπροπένιο παράγεται μείγμα 3-φθοροβουτανάλης και μεθυλο-2-φθοροπροπανάλης. Π.χ.:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2  + CO + H_2 \xrightarrow[10 - 100 \; atm, 40^oC-100^oC]{Co \;\acute{\eta}\; Rh} x(CH_3)_2CFCHO + (1-x)CH_3CHFCH_2CHO
}

* Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
* Όπου \mathrm{x \in [0,1]}. Εξαρτάται από την επιλογή του καταλύτη. Οι σχετικά ογκώδεις καταλύτες ευνοούν το δεύτερο παράγωγο.

#### Διυδροξυλίωση

Η διυδροξυλίωση 2-φθοροπροπενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

\mathrm{
5CH_3CF=CH_2 + 4KMnO_4 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{} 5CH_3CF(OH)CH_2OH + 4MnO + 2K_2SO_4 + 2H_2O } 
\mathrm{CH_3CF(OH)CH_2OH \xrightarrow{-HF} CH_3C(OH)=CHOH \xrightarrow{} CH_3COCH_2OH}

2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + H_2O_2 \xrightarrow{RCOOH} CH_3CF(OH)CH_2OH }
\mathrm{CH_3CF(OH)CH_2OH \xrightarrow{-HF} CH_3C(OH)=CHOH \xrightarrow{} CH_3COCH_2OH}

3. Μέθοδος Sharpless. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + OsO_4 + 2H_2O + 2KOH \xrightarrow{} CH_3CF(OH)CH_2OH + K_2[OsO_2(OH)_4] } 
\mathrm{CH_3CF(OH)CH_2OH \xrightarrow{-HF} CH_3C(OH)=CHOH \xrightarrow{} CH_3COCH_2OH}

4. Μέθοδος Woodward. Παράγει υδροξυπροπανόνη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + 2RCOOAg + I_2  \xrightarrow{} CH_3CF(OH)CH_2OH + 2AgI + 2RCOOH } 
\mathrm{CH_3CF(OH)CH_2OH \xrightarrow{-HF} CH_3C(OH)=CHOH \xrightarrow{} CH_3COCH_2OH}

* Στις μεθόδους 1-4 παράγεται αρχικά 2-φθορο-1,2-προπανοδιόλη που αφυδροφθοριώνεται σχηματίζοντας 1-προπενο-1,2-διόλη που με τη σειρά της ισομερειώνεται σε υδροξυπροπανόνη.
5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε ισοπροπενυλοφθορίδιο, παρουσία νερού. Αντίδραση Prins. Π.χ. με μεθανάλη παράγεται τελικά 4-υδροξυβουτανόνη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + HCHO + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4} CH_3CF(OH)CH_2CH_2OH \xrightarrow{-HF} \xrightarrow{} CH_3C(OH)=CHCH_2OH \xrightarrow{} CH_3COCH_2CH_2OH } 

* Σχηματίζεται αρχικά 3-φθορο-1,3-βουτανοδιόλη που αφυδροφθοριώνεται σχηματίζοντας 2-βουτεν-1,3-διόλη που ισομερειώνεται τελικά σε 4-υδροξυβουτανόνη.

#### Οζονόλυση

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε 2-φθοροπροπένιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε ακετυλοφθορίδιο και μεθανάλη:

\mathrm{
CH_3CF=CH_2 + \frac{2}{3}O_3 \xrightarrow[Zn]{H_2O} CH_3COF + HCHO } 


#### Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγονται ακετυλοφθορίδιο και μεθανικό οξύ:

\mathrm{
5CH_3CF=CH_2 + 6KMnO_4 + 3H_2SO_4 \xrightarrow{} 5CH_3COF + 5HCOOH + 6MnO_2 + 3K_2SO_4 + 3H_2O
} 


#### Πολυμερισμός

Διακρίνονται τα ακόλουθα είδη πολυμερισμού 2-φθοροπροπενίου, που όλα παράγουν πολυϊσοπροπυλοφθορίδιο (PIPF):
1. Κατιονικός. Π.χ.:

\mathrm{
vCH_3CF=CH_2 \xrightarrow{H^+} [-CF(CH_3)CH_2-]_v } 

2. Ελευθέρων ριζών. Π.χ.:

\mathrm{
vCH_3CF=CH_2 \xrightarrow{ROOR} [-CF(CH_3)CH_2-]_v}  
* Όπου v ο βαθμός πολυμερισμού.

### Αντιδράσεις υποκατάστασης φθορίου
#### Υποκατάσταση φθορίου από υδροξύλιο

Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς προπανόνη :

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + AgOH \xrightarrow{-AgF}CH_3C(OH)=CH_2 \xrightarrow{} CH_3COCH_3} 

* Αρχικά σχηματίζεται 1-προπεν-2-όλη που ισομερειώνεται προς προπανόνη.

#### Παραγωγή αιθέρα

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλο(μεθυλοβινυλ)αιθέρα :

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + RONa \xrightarrow{} ROC(CH_3)=CH_2 + NaF} 


#### Παραγωγή αλκενινίου

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

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CC(CH_3)=CH_2 + NaF} 


#### Παραγωγή εστέρα

Με καρβοξυλικά άλατα (RCOONa) προς καρβοξυλικό (μεθυλοβινυλ)εστέρα [RCOOC(CH3)=CH2]:

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + RCOONa \xrightarrow{} RCOOC(CH_3)=CH_2 + NaF} 


#### Παραγωγή νιτριλίου

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς μεθυλοπροπενονιτρίλιο (CH3CH=CHCN):

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + NaCN \xrightarrow{} CH_2=C(CH_3)CN + NaF} 


#### Παραγωγή αλκενίου

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκένιο:

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + RLi \xrightarrow{} RC(CH_3)=CH_2 + LiF} 


#### Παραγωγή θειάλης

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς προπανοθειόνη:

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + NaSH \xrightarrow{-NaF} CH_3C(SH)=CH_2  \xrightarrow{} CH_3CSCH_3 } 

* Αρχικά παράγεται προπενοθειόλη που ισομερειώνεται προς προπανοθειάλη.

#### Παραγωγή θειαιθέρα

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλομεθυλοβινυλοθειαιθέρα:

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + RSNa \xrightarrow{} RSC(CH_3)=CH_2 + NaF} 


#### Παραγωγή νιτροπαραγώγου

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) προς 2-νιτροπροπένιο [CH2=C(NO2CH3)]:

\mathrm{CH_3CF=CH_2 + AgNO_2 \xrightarrow{} CH_3C(NO_2)=CH_2 + AgF} 


#### Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

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


\mathrm{CH_3CF=CH_2 + 2Li \xrightarrow CH_3CLi=CH_2 + LiF}


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


\mathrm{CH_3CF=CH_2 + Mg \xrightarrow CH_3C(MgF)=CH_2}



#### Παραγωγή 2-φαινυλοπροπενίου

Με βινυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται 2-φαινυλοπροπένιο:

\mathrm{PhH + CH_3CF=CH_2 \xrightarrow{AlF_3} PhC(CH_3)=CH + HF}



### Απόσπαση του υδροφθορίου

Με επίδραση διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) σε αλκοόλη αφυδροφθοριώνεται προς προπίνιο:

\mathrm{CH_3CF=CH_2  + NaOH \xrightarrow[\triangle]{ROH} CH_3C \equiv CH + NaF + H_2O} 

### Προσθήκη καρβενίων
Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε 2-φθοροπροπένιο σχηματίζεται μείγμα από 2-φθορο-1-βουτένιο, 2-φθορο-2-βουτένιο  και μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιο.

\mathrm{
CH_3CF=CH_2  + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} KCl + H_2O + \frac{1}{2} CH_3CH_2CF=CH_2 + \frac{1}{3} CH_3CF=CHCH_3 + \frac{1}{6}} 80 px


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

Προκύπτει επομένως μείγμα 1-φθορο-1-βουτενίου ~33%, 2-φθορο-2-βουτενίου ~17%, μεθυλo-1-φθοροοπροπένιου ~17% και μεθυλο-1-φθοροκυκλοπροπάνιου ~17%.
* Με τη χρήση διιωδομεθάνιου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:

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


## 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

Κατηγορία:Αλκενυλαλογονίδια
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις φθορίου