Μεθυλο-1,2-βουταδιένιο

Το **(3-)μεθυλο-1,2-βουταδιένιο** [ αγγλικά: *(3-)methyl-1,2-butadiene* ] είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο, με μοριακό τύπο **[[C5H8|C<sub>5</sub>H<sub>8</sub>]]** και ημισυντακτικό τύπο **(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>C=C=CH<sub>2</sub>**. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκαδιενίων και στην κατηγορία των αλλενίων.

Το χημικά καθαρό μεθυλο-1,2-βουταδιένιο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι εξαιρετικά εύφλεκτο υγρό.

## Δομή
Αυτός ο υδρογονάνθρακας έχει μόριο που αποτελείται από δύο (2) άτομα υδρογόνου και δύο μεθύλια (-CH3) ενωμένα στο πρώτο άτομο άνθρακα μιας τριάδας ατόμων άνθρακα, που συνδέονται μεταξύ τους με δύο διαδοχικούς διπλούς δεσμούς. Το #1 και το #3 άτομα άνθρακα, που περιέχει, βρίσκονται σε υβριδισμό sp², το #2 σε sp, ενώ τέλος τα #4 και #1΄ σε sp³. Τα άτομα C#1-C#3 είναι συγγραμμικά.

Οι δεσμοί, εκτός της συγγραμμικής ομάδας και των μεθυλομάδων, σχηματίζουν γωνίες περί τις 120°. Τα επίπεδα των δεσμών H-C#1-H και H-C#3-C#4 είναι κάθετα μεταξύ τους.

Η περιστροφή των δεσμών C=C=C απαιτεί (σχετικά) υψηλή ποσότητα ενέργειας, γιατί απαιτεί την (προσωρινή) διάσπαση ενός τουλάχιστον π-δεσμού.

Οι π-δεσμοί στο μόριο του μεθυλο-1,2-βουταδιενίου είναι υπεύθυνοι για τη χρήσιμη δραστικότητά του. Η περιοχή των διπλών δεσμών χαρακτηρίζεται από (σχετικά) υψηλή ηλεκτρονιακή πυκνότητα, ιδιαίτερα περί το #2 άτομο άνθρακα,που επομένως είναι ευάλωτη σε επιδράσεις ηλεκτρονιόφιλων. Πολλές αντιδράσεις του μεθυλο-1,2-βουταδιενίου καταλύνται από διάφορα μέταλλα μετάπτωσης, που σχηματίζουν προσωρινά σύμπλοκα με τα π και π* τροχιακά του 1,2-βουταδιενίου.

## Παραγωγή

### Με απόσπαση αλογόνου
Με απόσπαση δύο (2) ισοδυνάμων αλογόνου (X2) από 3-μεθυλο-1,2,2,3-τετραλοβουτάνιο παράγεται μεθυλο-1,2-βουταδιένιο:
\mathrm{ (CH_3)_2CXCX_2CH_2X + 2Zn \xrightarrow{} (CH_3)_2C=C=CH_2 + 2ZnX_2 }


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα
* Εμφανίζει όλες τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των ακόρεστων υδρογονανθράκων.
* Επειδή έχει δύο (2) διπλούς δεσμούς, υπάρχει η δυνατότητα για δύο (2) αντιδράσεις προσθήκης. Η προσθήκη που γίνεται πρώτη είναι η 1,2-.

### Καύση
* Με το οξυγόνο (O2) του αέρα καίγεται παρέχοντας φλόγα εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας:

\mathrm{(CH_3)_2C=C=CH_2 + 7O_2 \xrightarrow{} 5CO_2 + 4H_2O + 3.038 \;kJ }


### Οζονόλυση
Με επίδραση όζοντος (O3, οζονόλυση) σε μεθυλο-1,2-βουταδιένιο, παράγεται ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε μεθανάλη, προπανόνη και διοξείδιο του άνθρακα:
\mathrm{
(CH_3)_2C=C=CH_2 + \frac{4}{3}O_3 \xrightarrow[Zn]{H_2O} CH_3COCH_3 + HCHO + CO_2 }


### Διυδροξυλίωση
* Η διυδροξυλίωση μεθυλο-1,2-βουταδιενίου, αντιστοιχεί σε προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2):
1. Η επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγει (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:
\mathrm{
5(CH_3)_2C=C=CH_2  + 4KMnO_4 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{} 5(CH_3)_2CHCOCH_2OH + 4MnO + 2K_2SO_4 + 2H_2O }
2. Η επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου (Η2Ο2) παράγει (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:
\mathrm{
(CH_3)_2C=C=CH_2 + H_2O_2 \xrightarrow{RCOOH} (CH_3)_2CHCOCH_2OH   }
3. Η μέθοδος Σάρπλες (*Sharpless*) παράγει (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:
\mathrm{
(CH_3)_2C=C=CH_2 + OsO_4 + 2H_2O + 2KOH \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCOCH_2OH + K_2[OsO_2(OH)_4] }
4. Η μέθοδος Γούντγαρντ (*Woodward*) παράγει (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:
\mathrm{
(CH_3)_2C=C=CH_2 + 2RCOOAg + I_2  \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCOCH_2OH + 2AgI + 2RCOOH }

* Ενδιάμεσα των μεθόδων 1-4 παράγεται (3-)μεθυλο-2-βουτενο-1,2-διόλη [(CH3)2C=C(OH)CH2OH, ασταθής ενόλη] που ισομερειώνεται σε (3-)μεθυλο-1-υδροξυ-2-βουτανόνη:
5. Υπάρχει ακόμη δυνατότητα για 1,3-διυδροξυλίωση με επίδραση αλδευδών ή κετονών σε μεθυλο-1,2-βουταδιένιο, παρουσία νερού (H2O). Αντίδραση Πρινς (*Prins*). Π.χ. με μεθανάλη παράγεται 4-μεθυλο-1-υδροξυ-3-πεντανόνη:
\mathrm{
(CH_3)_2C=C=CH_2 + HCHO + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4} (CH_3)_2CHCOCH_2CH_2OH }

* Ενδιάμεσα παράγεται 4-μεθυλο-3-πεντενο-1,3-διόλη [(CH3)2C=C(OH)CH2CH2OH, ασταθής ενόλη], που ισομερειώνεται σε 4-μεθυλο-1-υδροξυ-3-πεντανόνη.

### Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου
Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγεται τελικά προπανικό οξύ και διοξείδιο του άνθρακα:
\mathrm{
(CH_3)_2C=C=CH_2 + 4KMnO_4 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{} CH_3COCH_3 + 2CO_2 + 4MnO_2 + 2K_2SO_4 + 3H_2O 
}


## 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

## Αναφορές και σημειώσεις


Κατηγορία:Αλλένια
Κατηγορία:C5