Μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο

To **μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο** ή **τριτοταγές βουτυλοχλωρίδιο** είναι ένα άχρωμο υγρό (στις συνηθισμένες συνθήκες, T = 25&nbsp;°C, P = 1 atm) . Με βάση το χημικό τύπο του, C4H9Cl, έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερές θέσης:
# 1-χλωροβουτάνιο.
# 2-χλωροβουτάνιο.
# Μεθυλο-1-χλωροπροπάνιο.

Είναι ελάχιστα αναμείξιμο κσι μόνο σε κολλοειδή διασπορά με το νερό, από το οποίο έχει την τάση να υφίσταται μια αργή υδρόλυση, σχηματίζοντας 2-μεθυλο-2-προπανόλη. Η ένωση είναι εύφλεκτη και πτητική και η κύρια χρήση της είναι ως αρχική ουσία για να δώσει αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης, για την παραγωγή πολλών και διαφόρων παραγώγων (δείτε παρακάτω για λεπτομέρειες).

Όταν το μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο αναμιγνύεται με το νερό, έναν πολικό και πρωτικό διαλύτη, μια αργή πυρηνόφιλη υποκατάσταση αρχίζει, με τον SN1 μηχανισμό, δηλαδή αρχίζοντας με μια διάσταση της μορφής:

 \mathrm{(CH_3)_3CCl \stackrel{H_2O}{\overrightarrow\longleftarrow} (CH_3)_3C^+ + Cl^-}
 
Τελικά το τριτοταγές βουτυλοκατιόν που σχηματίζεται ενώνεται με το OH του νερού και απομένει υδροχλωρικό οξύ σε διάσταση:

 \mathrm{(CH_3)_3C^+ + H_2O \xrightarrow{Cl^-} (CH_3)_3COH + H^+}
 
Αυτά βέβαια ισχύουν όταν υπάρχουν μόνο νερό και μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο στο μίγμα, γιατί αν συνυπάρχει κάποιο ισχυρότερο πυρηνόφιλο αντιδραστήριο από το νερό, το τελικό αποτέλεσμα δεν είναι 2-μεθυλο-2-προπανόλη, γιατί το τριτοταγές βουτυλοκατιόν ενώνεται με το ισχυρότερο πυρηνόφιλο.

## Ονοματολογία

Η ονομασία «μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά κύρια αλυσίδα της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει χαρακτηριστικές ομάδες που έχουν χαρακτηριστικές καταλήξεις. Το πρόθεμα «χλωρο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου χλωρίου ανά μόριο της ένωσης. Το αρχικό πρόθεμα «μεθυλο-» δηλώνει την παρουσία διακλάδωσης ενός ατόμου άνθρακα. Ο αριθμός θέσης «-2-», δηλώνει τον αριθμό θέσης του ατόμου του άνθρακα με το οποίο ενώνεται το άτομο του χλωρίου, για να διαχωριστεί η ένωση από την ισομερή της μεθυλο-1-χλωροπροπάνιο. Για το αρχικό πρόθεμα δεν χρειάζεται αριθμός θέσης, γιατί μόνο η θέση #2 είναι διαθέσιμη και επομένως εννοείται. Τέλος το πρόθεμα μέθυλο- προτάσσεται του προθέματος χλωρο-, γιατί μ 



## Παραγωγή

### Με φωτοχημική χλωρίωση

Με φωτοχημική χλωρίωση μεθυλοπροπανίου παράγεται μίγμα μεθυλο-2-χλωροπροπανίου και μεθυλο-1-χλωροπροπανίου:

\mathrm{(CH_3)_3CH + Cl_2 \xrightarrow[\triangle]{UV} 0,64(CH_3)_2CHCH_2Cl + 0,36(CH_3)_3CCl + HCl} 

* Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυχλωροπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας μεθυλοπροπανίου.
* Η αναφερόμενη στοιχειομετρική αναλογία παραγωγής χλωροβουτανίων δεν συνυπολογίζει τα συμπαραγόμενα πολυχλωροπαράγωγα. 
* Η μέθοδος δεν είναι χρήσιμη αν επιθυμείται το ένα μόνο ισομερές, αφού είναι σχετικά δύσκολος διαχωρισμός.

### Με υποκατάσταση υδροξυλίου από χλώριο

1. Με επίδραση υδροχλωρίου (HCl) σε μεθυλο-2-προπανόλη ((CH3)3COH):

\mathrm{(CH_3)_3COH + HCl \xrightarrow{} (CH_3)_3CCl + H_2O} 

* Η αντίδραση είναι η αντίστροφη πυρηνόφιλη υποκατάσταση της παραπάνω αναφερόμενης υδρόλυσης, η οποία αντιστρέφεται σε όξινο περιβάλλον. Ο μηχανισμός αποδίδεται με το ακόλουθο σχήμα:

2. Η υποκατάσταση του OH από Cl στην μεθυλο-2-προπανόλη μπορεί να γίνει και με χλωριωτικά μέσα:
:1. Με πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl5):


\mathrm{(CH_3)_3COH + PCl_5 \xrightarrow{} (CH_3)_3CCl + POCl_3 + HCl}


:2. Με τριχλωριούχο φωσφόρο (PCl3):


\mathrm{3(CH_3)_3COH + PCl_3 \xrightarrow{} 3(CH_3)_3CCl + H_3PO_3}


:3. Με θειονυλοχλωρίδιο (SOCl2):


\mathrm{(CH_3)_3COH + SOCl_2 \xrightarrow{} (CH_3)_3CCl + SO_2 + HCl}



### Με προσθήκη υδροχλωρίου σε μεθυλοπροπένιο

Με προσθήκη υδροχλωρίου σε μεθυλοπροπένιο παράγεται μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο:

\mathrm{
(CH_3)_2C=CH_2 + HCl \xrightarrow{} (CH_3)_3CCl 
}


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

### Αντιδράσεις υποκατάστασης

* Οι αντιδράσεις έχουν παρόμοια ταχύτητα σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων, γιατί ο μηχανισμός που επικρατεί σ' αυτές τις αντιδράσεις υποκαταστάσεως είναι ο SN1.

#### Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται μεθυλο-2-προπανόλη ((CH3)3COH):

\mathrm{(CH_3)_3CCl + AgOH \xrightarrow{} (CH_3)_3COH + AgCl} 


#### Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει 2-αλκοξυμεθυλοπροπάνιο ((CH3)3COR):

\mathrm{(CH_3)_3CCl + RONa \xrightarrow{} (CH_3)_3COR + NaCl} 


#### Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο (RC≡CC(CH3)3). Π.χ.:

\mathrm{(CH_3)_3CCl + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CC(CH_3)_3 + NaCl} 


#### Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό τριτοταγή βουτυλεστέρα (RCOOC(CH3)3):

\mathrm{(CH_3)_3CCl + RCOONa \xrightarrow{} RCOOC(CH_3)_3 + NaCl} 


#### Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει διμεθυλοπροπανονιτρίλιο ((CH3)3CCN):

\mathrm{(CH_3)_3CCl +NaCN \xrightarrow{} (CH_3)_3CCN + NaCl} 


#### Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

\mathrm{(CH_3)_3CCl + RLi \xrightarrow{} RC(CH_3)_3 + LiCl} 


#### Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει μεθυλο-2-προπανοθειόλη ((CH3)3CSH):

\mathrm{(CH_3)_3CCl + NaSH \xrightarrow{} (CH_3)_3CSH + NaCl} 


#### Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει 2-αλκυλθειομεθυλοπροπάνιο ((CH3)3CSR):

\mathrm{(CH_3)_3Cl + RSNa \xrightarrow{} RSC(CH_3)_3 + NaCl} 


#### Υποκατάσταση από ιώδιο

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει μεθυλο-2-ιωδοπροπάνιο ((CH3)3CI):

\mathrm{(CH_3)_3CCl + NaI \xrightarrow{} (CH_3)_3CI + NaCl} 


#### Υποκατάσταση από φθόριο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο (CH3)3CCl) παράγεται μεθυλο-2-φθοροπροπάνιο:

\mathrm{2(CH_3)_3CCl + Hg_2F_2 \xrightarrow{} 2(CH_3)_3CF  + Hg_2Cl_2 \downarrow} 


#### Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH3) σχηματίζει μεθυλο-2-προπαναμίνη ((CH3)3CNH2):

\mathrm{(CH_3)_3CCl + NH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2CNH_2 + HCl} 


#### Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) σχηματίζει N-αλκυλομεθυλο-2-προπαναμίνη (RNHC(CH3)3):

\mathrm{(CH_3)_3CCl + RNH_2 \xrightarrow{} RNHC(CH_3)_3 + HCl} 


#### Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει N,N-διαλκυλομεθυλο-2-προπαναμίνη [R'N(C(CH3)3)R]:

\mathrm{(CH_3)_3Cl + R\acute{}\;NHR \xrightarrow{} (CH_3)_3CN(R)R\acute{} + HCl} 


#### Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει χλωριούχο N,N,N-τριαλκυλο-τριτοταγές βουτυλαμμώνιο {[R'N(C(CH3)3)(R)R"]Cl}:

\mathrm{(CH_3)_3CCl + R\acute{}\;N(R)R\acute{}\;\acute{}\; \xrightarrow{} [(CH_3)_3CN(R)(R\acute{})R\acute{}\ \;\acute{}\;]Cl} 


#### Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει μεθυλο-2-προπανοφωσφαμίνη:

\mathrm{(CH_3)_3CCl + PH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_3CPH_2 + HCl} 


#### Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει μεθυλο-2-νιτροπροπάνιο ((CH3)3CNO2):

\mathrm{(CH_3)_3CCl + AgNO_2 \xrightarrow{} (CH_3)_3CNO_2 + AgCl} 


#### Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Clriedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται μεθυλο-2-φαινυλοβενζόλιο:

\mathrm{PhH + (CH_3)_2CCl \xrightarrow{AlCl_3} PhC(CH_3)_3 + HCl}



### Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li σχηματίζει τριτοταγές βουτυλολίθιο:


\mathrm{(CH_3)_3CCl + 2Li \xrightarrow[-10^oC] (CH_3)_3CLi + LiCl}


2. Με μαγνήσιο (Mg) σχηματίζει τριτοταγές βουτυλομαγνησιοχλωρίδιο :


\mathrm{(CH_3)_3CCl + Mg \xrightarrow (CH_3)_2CMgCl}



### Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται μεθυλοπροπάνιο.:


\mathrm{4(CH_3)_3CCl + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4(CH_3)_3CH + LiCl + AlCl_3}


2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται μεθυλοπροπάνιο.:


\mathrm{(CH_3)_3CCl + Zn + HCl \xrightarrow{} (CH_3)_3CH + ZnCl_2}


3. Με σιλάνιο, παρουσία τριχλωριούχου βορίου, παράγεται μεθυλοπροπάνιο:


\mathrm{(CH_3)_3CCl + SiH_4 \xrightarrow{BCl_3} (CH_3)_3CH + SiH_3Cl}


4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.:

\mathrm{(CH_3)_3CCl + RSnH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_3CH + RSnH_2Cl}  


### Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 3,3-διμεθυλο-1-χλωρβουτάνιο ((CH3)3CCH2CH2Cl):


\mathrm{(CH_3)_3CCl + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2CH_2Cl}


2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC&equiv;CH) παράγει 3,3-διμεθυλο-1-χλωρο-1-βουτένιο ((CH3)3CCH=CHCl):


\mathrm{(CH_3)_3CCl + HC \equiv CH \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH=CHCl}


3. Η αντίδραση του μεθυλο-2-χλωροπροπανίου με συζυγή αλκαδιένια αντιστοιχεί κυρίως σε 1,4-προσθήκη, αν και είναι επίσης δυνατές η 1,2-προσθήκη και η 3,4-προσθήκη, με τη χρήση κατάλληλων συνθηκών. Π.χ:


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + (CH_3)_3CCl \xrightarrow{} RCH_2ClCH=CHC(CH_3)_3} 
 (1,4-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + (CH_3)_3CCl \xrightarrow{} RCH=CHCHClCH_2C(CH_3)_3} 
 (1,2-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + (CH_3)_3CCl \xrightarrow{} \frac{1}{2} RCHClCH(C(CH_3)_3)CH=H_2 + \frac{1}{2} RCH(C(CH_3)_3)CHClCH=CH_2} 
 (3,4-προσθήκη)

4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 4,4-διμεθυλο-1-χλωορπεντάνιο:

40px|κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ (CH_3)_3CCl \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2CH_2CH_2Cl} 

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει τυριτοταγές βουτοξυ-2-χλωραιθάνιο:

30 px  \mathrm{+ (CH_3)_3CCl \xrightarrow{} ClCH_2CH_2OC(CH_3)_3} 


### Αντίδραση απόσπασης

Με απόσπαση υδροχλωρίου (HCl) από μεθυλο-2-χλωροπροπάνιο παράγεται μεθυλοπροπένιο:

\mathrm{(CH_3)_3Cl + NaOH \xrightarrow[\triangle]{ROH} (CH_3)_2C=CH_2 + NaCl + H_2O }


### Παρεμβολή καρβενίων

* Τα καρβένια (π.χ. [:CH2]) μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H. Π.χ. έχουμε:

\mathrm{(CH_3)_3CCl + CH_2N_2 \xrightarrow{hv} CH_3CH_2CCl(CH_3)_2 + N_2\uparrow}


* Προκύπτει πάντα ένα μόνο προϊόν. Συγκεκριμένα, αν χρησιμοποιηθεί μεθυλένιο παράγεται μόνο το 2-μεθυλο-2-χλωροβουτάνιο.

## 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
* Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985

Κατηγορία:Αλκυλαλογονίδια
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις χλωρίου
Κατηγορία:Αλοβουτάνια