Μεθυλοβουτίνιο

Το **(3-)μεθυλο(-1-)βουτίνιο**  (αγγλικά: *3-methyl-1-butyne*) 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>CHC&#x2261;CH**. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκινίων.

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

## Παραγωγή

### Με απόσπαση υδραλογόνων

Με απόσπαση δύο ισοδυνάμων υδραλογόνου (HX) από 1,1-διαλο-3-μεθυλοβουτάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), παράγεται μεθυλοβουτίνιο:

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CHX_2 + 2NaOH \xrightarrow{} (CH_3)_2CH2C \equiv CH + 2NaX + 2H_2O}


### Με βρωμίωση και μετά απόσπαση υδροβρωμίου
Με βρωμίωση (Br2) 3-μεθυλο-1-βουτενίου παράγεται αρχικά 1,2-διβρωμο-3-μεθυλοβουτάνιο. Μετά, με απόσπαση δύο ισοδυνάμων υδροβρωμίου (HBr) από το τελευταίο με χρήση διαλύματος νατραμιδίου (NaNH2) σε υγρή αμμωνία (NH3) παράγεται τελικά μεθυλοβουτίνιο:
\mathrm{(CH_3)_2CHCH=CH_2 + Br_2 \xrightarrow{-60^oC} (CH_3)_2CHCHBrCH_2Br  \xrightarrow[\upsilon \gamma \rho \acute{\eta} \; NH_3]{+2NaNH_2} (CH_3)_2CHC \equiv CH + 2NaBr + 2NH_3}


### Με απόσπαση αλογόνων

Με απόσπαση  δύο ισοδυνάμων αλογόνου (X2)  1,1,2,2-τετραλο-3-μεθυλοβουτάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται μεθυλοβουτίνιο:

\mathrm{(CH_3)_2CHCHCX_2CHX_2 + 2Zn \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCHC \equiv CH + 2ZnX_2}


### Με ισοπροπυλίωση αιθινίου

Το αιθινικό νάτριο (HC≡CNa) μπορεί να ισοπροπυλιωθεί με ισοπροπυλαλογονίδιο:

\mathrm{
HC \equiv CH + Na \xrightarrow{-\frac{1}{2} H_2} HC \equiv CNa \xrightarrow{+CH_3CHXCH_3} (CH_3)_2CHC \equiv CH + NaX }


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

* Εμφανίζει όλες τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των ακόρεστων υδρογονανθράκων:

### Καύση

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

\mathrm{(CH_3)_2CHC \equiv CH + 7O_2 \xrightarrow{} 5CO_2 + 4H_2O + 3.038 \;kJ }


### Ενυδάτωση

Με επίδραση θειικού οξέος (H2SO4) και στη συνέχεια νερού (Η2Ο, ενυδάτωση) σε μεθυλοβουτίνιο , παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg2+), παράγεται (ττελικά) μεθυλοβουτανόνη [(CH3)2CHCOCH3]:

\mathrm{(CH_3)_2CHC \equiv CH + H_2O \xrightarrow{Hg^{2+}} (CH_3)_2CHCOCH_3 } 

* Ενδιάμεσα παράγεται 3-μεθυλο-1-βουτεν-2-όλη [(CΗ3)2CΗC(OH)=CH ασταθής ενόλη], που τελικά ισομερειώνεται σε μεθυλοβουτανόνη .

### Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) μεθυλοβουτίνιο παράγεται 1-αλομεθυλοβουτανόνη [(CΗ3)2CHCΟCΗ2Χ[:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + HOX \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCOCH_2X
}

* Το HOX παράγεται συνήθως ιin situ με την αντίδραση:

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

* Ενδιάμεσα παράγεται 1-αλο-3-μεθυλο-1-βουτεν-2-όλη  [(CΗ3)2CHC(ΟH)=CΗX, ασταθής ενόλη], που τελικά  ισομερειώνεται σε 1-αλομεθυλοβουτανόνη.

### Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση  (H2) μεθυλοβουτίνιου σχηματίζεται αρχικά 3-μεθυλο-1-βουτένιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδρογόνου)  μεθυλοβουτάνιο.:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + H_2 \xrightarrow{Ni\;\acute{\eta}\; Pd \;\acute{\eta}\; Pt} (CH_3)_2CHCH=CH_2 \xrightarrow[+ H_2]{Ni\;\acute{\eta}\; Pd \;\acute{\eta}\; Pt} (CH_3)_2CHCH_2CH_3
}


### Αλογόνωση

Με επίδραση αλογόνου (X2, αλογόνωση) σε μεθυλοβουτίνιο έχουμε προσθήκη στον τριπλό δεσμό. Παράγεται αρχικά 1,2-διαλο-3-μεθυλο-1-βουτένιο, και στη συνέχεια (με περίσσεια αλογόνου), 1,1,2,2-τετραλο-3-μεθυλοβουτάνιο.:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH  + X_2 \xrightarrow{CCl_4} (CH_3)_2CHCX=CHX  \xrightarrow[+X_2]{CCl_4} (CH_3)_2CHCX_2CHX_2
}


### Υδραλογόνωση

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX, υδραλογόνωση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται  αρχικά 2-αλο-3-μεθυλο-1-βουτένιο, και στη συνέχεια (με περίσσεια υδραλογόνου) 2,2-διαλο-3-μεθυλοβουτάνιο.:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH  + HX \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCX=CH_2  \xrightarrow{+HX} (CH_3)_2CHCX_2CH_3
}


### Υδροκυάνωση

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN, υδροκυάνωση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται ισοπροπυλαιθενονιτρίλιο:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH  + HCN \xrightarrow{} CH_2=C[CH(CH_3)_2]CN
}


### Διυδροξυλίωση

Η διυδροξυλίωση μεθυλο-1-βουτίνιου , αντιστοιχεί σε προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2) και παράγει  τελικά μεθυλο-1-υδροξυβουτανόνη:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4). Π.χ.:

\mathrm{
5(CH_3)_2CHC \equiv CH + 4KMnO_4 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{} 5(CH_3)_2CHCOCH_2OH + 4MnO + 2K_2SO_4 + 2H_2O } 

2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος (RCΟOH) και υπεροξείδιου του υδρογόνου (Η2Ο2):

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + H_2O_2 \xrightarrow{RCOOH} (CH_3)_2CHCOCH_2OH} 


* Ενδιάμεσα παράγεται 3-μεθυλο-1-βουεν-1,2-διόλη (ασταθής ενόλη), που τελικά ισομερειώνεται σε μεθυλο-1-υδροξυβουτανόνη.

### Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) παράγεται μεθυλο-2-οξοβουτανικό οξύ:

\mathrm{
5(CH_3)_2CHC \equiv CH + 6KMnO_4 + 3H_2SO_4 \xrightarrow{} 5(CH_3)_2CHCOCOOH + 6MnO_2 + 3K_2SO_4 + 8H_2O
} 


### Προσθήκη αλκοολών

Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται 2-αλκοξυ-3-μεθυλο-1-βουτένιο: 

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + ROH \xrightarrow{\triangle} (CH_3)_2CHC(OR)=CH_2}
 


### Προσθήκη καρβονικών οξέων

Με επίδραση καρβοξυλικού οξέος (RCOOH) σε μεθυλοβουτίνιο  παράγεται καρβονικός ισοπροπυλοβινυλεστέρας: 

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + RCOOH \xrightarrow{} RCOOC[CH(CH_3)_2]=CH_2}
 


### Οζονόλυση

Με επίδραση όζοντος (Ο3 οζονόλυση) σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται αρχικά ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε μεθυλο-2-οξοβουτανάλη:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + \frac{2}{3}O_3 \xrightarrow{H_2O} (CH_3)_2CHCOCHO } 


### Σχηματισμός ακετυλιδίων

1. Με επίδραση μεταλλικού νατρίου σε μεθυλοβουτίνιο παράγεται μεθυλοβουτινικό νάτριο:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + Na \xrightarrow{} (CH_3)_2CHC \equiv CNa + \frac{1}{2} H_2 } 

 
* Το μεθuλοβουτανικό νάτριο [(CH3)2CHC≡CΝa] αποτελεί πρώτη ύλη για την παραγωγή άλλων παραγώγων με τριπλό δεσμό, γιατί αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX):

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CNa + RX \xrightarrow{} (CH_3)_2CHC \equiv CR + NaX } 


2. Με επίδραση ιόντων αργύρου (Ag+) και παρουσία αμμωνίας (NH3) παράγεται ένα λευκό στερεό, ο μεθυλοβουτινικός άργυρος:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + Ag^+ + NH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHC \equiv CAg \downarrow + NH_4^+} 


3. Με επίδραση ιόντων μονοσθενούς χαλκού (Cu+) και παρουσία αμμωνίας (NH3) παράγεται ένα κεραμιδί στερεό, ο μεθυλοβουτινικός χαλκός:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + Cu^+ + NH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHC \equiv CCu \downarrow + NH_4^+} 


* Οι αντιδράσεις 2 και 3 χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της ομάδας -C &equiv; CH.

### Προσθήκη καρβενίων

Κατά την προσθήκη μεθυλενίου σε μεθυλοβουτίνιο  σχηματίζονται 3-μεθυλοπεντίνιο-1, διμεθυλοβουτίνιο, μεθυλοπεντίνιο-2 και 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπένιο:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} KCl + H_2O + \frac{2}{3} CH_3CH_2CH(CH_3)C \equiv CH  + \frac{1}{9} (CH_3)_3CC \equiv CH + \frac{1}{9} (CH_3)_2CHC \equiv CCH_3 + \frac{1}{9}}120x120εσ


* Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
:1. Παρεμβολή στους έξι (6) δεσμούς C4-Η και C1'-H: Προκύπτει 3-μεθυλοπεντίνιο-1, ένα αλκίνιο.
:2. Παρεμβολή στον έναν (1) δεσμό  C3-H: Προκύπτει διμεθυλοβουτίνιο, ένα αλκίνιο.
:3. Παρεμβολή στον έναν (1) δεσμό C1-H: Προκύπτει μεθυλοπεντίνιο-2, ένα αλκίνιο.
:4. Προσθήκη στον έναν (1) τριπλό δεσμό: Προκύπτει 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπένιο, ένα κυκλοαλκένιο.

* Προκύπτει επομένως μίγμα 3-μεθυλοπεντινίου-1 ~67%, διμεθυλοβουτινίου ~11%,  μεθυλοπεντινίου-2 ~11% και 1-ισοπροπυλοκυκλοπροπενιου ~11%.
* Με τη χρήση μεθυλενοδιιωδιδίου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:

\mathrm{
(CH_3)_2CHC \equiv CH + CH_2I_2 + Zn \xrightarrow{} ZnI_2 +}120x120εσ 


## 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:Αλκίνια
Κατηγορία:C5