Φθοραιθίνιο

Το **φθοραιθίνιο** είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο **C<sub>2</sub>HF**, αλλά συχνά αποδίδεται με το σύντομο συντακτικό τύπο **HC≡CF**. Ανήκει στα αλαλκίνια, δηλαδή στους άκυκλους με έναν τριπλό δεσμό αλυδρογονάνθρακες. Τα δυο (2) άτομα άνθρακα, που περιέχει, βρίσκονται σε υβριδισμό sp και συνδέονται με τριπλό δεσμό, δηλαδή ένα (1) σ και δύο (2) π.

## Μοριακή δομή





## Παραγωγή

### Με απόσπαση υδραλογόνων

Με απόσπαση δύο μορίων υδραλογόνου από 1,1-διαλο-1-φθοροαιθάνιο ή 1,2-διαλο-1-φθοροαιθάνιο ή και 1,1-διαλο-2-φθοροαιθάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), με καλύτερα αποτελέσματα αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο, παράγεται φθοραιθίνιο.:

\mathrm{CH_3CX_2F + 2NaOH \xrightarrow{}  HC \equiv CF + 2NaX + 2H_2O}
ή
\mathrm{XCH_2CHXF + 2NaOH \xrightarrow{}  HC \equiv CF + 2NaX + 2H_2O}

ή
\mathrm{X_2CHCH_2F + 2NaOH \xrightarrow{}  HC \equiv CF + 2NaX + 2H_2O}


### Με απόσπαση αλογόνου

Με απόσπαση δύο μορίων αλογόνου από 1,1,2,2-τετρααλο-1-φθοροαιθάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται αιθινυλοφθορίδιο. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι κι εκείνα φθόριο παράγεται φθοραιθίνιο:

\mathrm{\mathrm{ X_2CHCX_2F + 2Zn \xrightarrow{} HC \equiv CF + 2ZnX_2 }}


### Από χλωραιθίνιο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε χλωραιθίνιο παράγεται φθοραιθίνιο:

\mathrm{HC \equiv CCl +\frac{1}{2} Hg_2F_2 \xrightarrow{} \frac{1}{2} Hg_2Cl_2 \downarrow + HC \equiv CF } 


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

* Παρέχει δυνατότητες προσθήκης στο τριπλό του δεσμό, όσο και υποκατάστασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το χειρότερο για τέτοιες αντιδράσεις.

### Αντιδράσεις προσθήκης στον τριπλό δεσμό

#### Ενυδάτωση

Με επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση) σε φθοραιθίνιο, παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg), παράγεται ακετυλοφθορίδιο (CH3COF)
:

\mathrm{HC \equiv CF + H_2O \xrightarrow[H_2SO_4]{Hg^{2+}} CH_3COF} 

* Ενδιάμεσα παράγεται 1-φθοροαιθενόλη (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται προς ακετυλοφθορίδιο.

#### Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε φθοραιθίνιο παράγεται αλαιθανοϋλοφθορίδιο:

\mathrm{
HC \equiv CF + HOX \xrightarrow{} XCH_2COF
}

* Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

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

* Ενδιάμεσα παράγεται αλαιθενόλη (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε αλαιθανοϋλοφθορίδιο.

#### Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση φθοραιθίνιου σχηματίζεται αρχικά φθοραιθένιο, και στη συνέχεια, με περίσσεια υδρογόνου φθοραιθάνιο.:

\mathrm{
HC \equiv CF + H_2 \xrightarrow{Ni\;\acute{\eta}\; Pd \;\acute{\eta}\; Pt} CH_2=CHF \xrightarrow[+ H_2]{Ni\;\acute{\eta}\; Pd \;\acute{\eta}\; Pt} CH_3CH_2F
}


#### Αλογόνωση

Με επίδραση αλογόνου (X2) (αλογόνωση) σε φθοραιθίνιο έχουμε προσθήκη στον τριπλό δεσμό. Παράγεται αρχικά 1,2-διαλο-1-φθοροαιθένιο,
και στη συνέχεια, με περίσσεια αλογόνου, 1,1,2,2-τετρααλο-1-φθοροαιθάνιο.:

\mathrm{
HC \equiv CF  + X_2 \xrightarrow{CCl_4} XCH=CXF  \xrightarrow[+X_2]{CCl_4} X_2CHCX_2F
}


#### Υδραλογόνωση

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε φθοραιθίνιο παράγεται αρχικά 1-αλο-1-φθοροαιθένιο και στη συνέχεια, με περίσσεια υδραλογόνου, 1,1-διαλο-1-φθοροαιθάνιο.:

\mathrm{
HC \equiv CF  + HX \xrightarrow{} CH_2=CXF  \xrightarrow{+HX} CH_3CX_2F
}


#### Υδροκυάνωση

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε φθοραιθίνιο παράγεται 2-φθοροπροπενονιτρίλιο:

\mathrm{
HC \equiv CF + HCN \xrightarrow{} CH_2=CFCN  
}


#### Προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα

1. Με προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και νερού (H2O) σε φθοραιθίνιο, παράγεται 2-φθοροπροπενικό οξύ:

\mathrm{
HC \equiv CF  + CO + H_2O \xrightarrow{} CH_2=CFCOOH
}


2. Με προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και αλκοόλης (ROH) σε φθοραιθίνιο, παράγεται 2-φθοροπροπενικός αλκυλεστέρας:

\mathrm{
HC \equiv CF  + CO + ROH \xrightarrow{} CH_2=CFCOOR
}


#### Διυδροξυλίωση

Η διυδροξυλίωση αιθινυλοφθορίδιου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H2O2 και παράγει υδροξυαιθανοϋλοφθορίδιο Μπορεί να γίνει με τους παρακάτω δυο τρόπους:

1. Με επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) σε φθοραιθίνιο:

\mathrm{
5HC \equiv CF  + 4KMnO_4 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{} 5HOCH=C(F)OH + 4MnO + 2K_2SO_4 + 2H_2O } 
\mathrm{HOCH=C(F)OH \xrightarrow{} HOCH_2COF} 


2. Επίδραση καρβοξυλικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου σε φθοραιθίνιο:

\mathrm{
HC \equiv CF  + H_2O_2 \xrightarrow{RCOOH} HOCH=C(F)OH } 
\mathrm{HOCH=C(F)OH \xrightarrow{} HOCH_2COF} 

* Ενδιάμεσα παράγεται 1-φθορο-1,2-αιθενοδιόλη (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε υδροξυαιθανοϋλοφθορίδιο.

#### Προσθήκη αλκοολών

Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε φθοραιθίνιο παράγεται 1-αλκοξυ-1-φθοραιθάνιο:

\mathrm{
HC \equiv CF + ROH \xrightarrow{\triangle} CH_2=CFOR}



#### Προσθήκη καρβοξυλικών οξέων

Με επίδραση καρβοξυλικών οξέων (RCOOH) σε φθοραιθίνιο παράγεται αλκυλοκαρβοξυλικός (2-φθοροαιθενυλ)εστέρας:

\mathrm{
HC \equiv CF  + RCOOH \xrightarrow{} RCOOCF=CH_2}



#### Οζονόλυση

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε φθοραιθίνιο, παράγεται αρχικά ασταθές οζονίδιο, που τελικά διασπάται σε φορμυλομεθανοϋλοφθορίδιο:

\mathrm{
HC \equiv CF + \frac{2}{3}O_3 \xrightarrow{H_2O} OCHCOF }


#### Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4) σε φθοραιθίνιο παράγεται φθοροφορμυλομεθανικό οξύ:

\mathrm{
5HC \equiv CF + 6KMnO_4 + 3H_2SO_4 \xrightarrow{} 5HOOCOF + 6MnO_2 + 3K_2SO_4 + 3H_2O
}


#### Επίδραση καρβονυλικών ενώσεων

Με επίδραση καρβονυλικής ένωσης (RCOR') παράγεται φθοραιθινυλοαλκοόλη:

\mathrm{
HC \equiv CF + RCOR\acute{} \xrightarrow{} FC \equiv CC(OH)(R)R\acute{} }

* όπου R,R' μπορεί να είναι και υδρογόνα.

#### Πολυμερισμός

* Τα προϊόντα πολυμερισμού του φθοραιθινίου ποικίλλουν ανάλογα με τις συνθήκες, που περιλαμβάνουν και την παρουσία (διαφορετικών κατά περίπτωση) καταλυτών:

1. Το φθοραιθίνιο **διμερίζεται** σχηματίζοντας 2,4-διφθοροβουτενίνιο, παρουσία χλωριούχου υποχαλκού (Cu2Cl2):

\mathrm{
2FC \equiv CH \xrightarrow{Cu_2Cl_2} FC \equiv CCF=CH_2}


2. Το φθοραιθίνιο **διμερίζεται** σχηματίζοντας διφθοροβουταδιίνιο, παρουσία οξειδωτικών μέσων, όπως τα ιόντα δισθενούς χαλκού (Cu2+). Αποσπούνται δύο πρωτόνια:

\mathrm{
2FC \equiv CH + Cu^{2+} \xrightarrow{} FC \equiv CC \equiv CF + Cu + 2H^+}


3. Το φθοραιθίνιο **τριμερίζεται** σχηματίζοντας 1,3,5-τριφθοροβενζόλιο, παρουσία σιδήρου:

\mathrm{
3FC \equiv CH \xrightarrow{Fe} 1,3,5-C_6H_3F_3}


4. Το φθοραιθίνιο **τετραμερίζεται** σχηματίζοντας 1,3,5,7-τετραφθοροκυκλοοκτατετραένιο, παρουσία κυανιούχου νικελίου [Ni(CN)2], ανθρακασβέστιου (CaC2) και τετραϋδροφουρανίου (THF), σε θερμοκρασία 60&nbsp;°C και υπό πίεση 15 bar:

\mathrm{
4FC \equiv CH \xrightarrow[60^oC, \; 15 \; bar]{Ni(CN)_2, \; CaC_2, \; THF} 1,3,5,7-C_8H_4F_4 }


### Αντιδράσεις υποκατάστασης του φθορίου

#### Υποκατάσταση φθορίου από υδροξύλιο

Με υδρόλυση φθοραιθινίου με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) σχηματίζεται τελικά αιθενόνη (CH2=C=O):

\mathrm{HC \equiv CF + NaOH \xrightarrow{-NaF} HC \equiv COH \xrightarrow{} CH_2=C=O } 

* Ενδιάμεσα παράγεται αιθινόλη (ασταθής ινόλη) που ισομερειώνεται προς αιθενόνη.

#### Παραγωγή αιθέρα

Με επίδραση αλκοολικού άλατος (RONa) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αιθινυλαλκυλοαιθέρας (HC≡COR):

\mathrm{HC \equiv CF  + RONa \xrightarrow{} HC \equiv COR + NaF} 


#### Παραγωγή αλκαδιινίου

Με επίδραση αλκινικού άλατος (RC≡CNa) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αλαλκαδιίνιο (RC≡CC≡CH). Π.χ.:

\mathrm{HC \equiv CF + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CC \equiv CH + NaF} 


#### Παραγωγή εστέρα

Με επίδραση καρβοξυλικού άλατος (RCOONa) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται καρβοξυλικό αιθινυλεστέρα (RCOOC≡CH):

\mathrm{HC \equiv CF  + RCOONa \xrightarrow{} RCOOC \equiv CH + NaF} 


#### Παραγωγή νιτριλίου

Με επίδραση κυανιούχου νατρίου (NaCN) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται προπινονιτρίλιο (ΗC≡CCN):

\mathrm{HC \equiv CF  + NaCN \xrightarrow{} HC \equiv CCN + NaF} 


#### Παραγωγή αλκινίου

Με επίδραση αλκυλολιθίου (RLi) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αλκίνιο:

\mathrm{HC \equiv CF  + RLi \xrightarrow{} RC \equiv CH  + LiF} 


#### Παραγωγή θειάλης

Με επίδραση όξινου θειούχου νατρίου (NaSH) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αιθενοθειόνη (CH2=C=S):

\mathrm{HC \equiv CF + NaSH \xrightarrow{-NaF} HC \equiv CSH  \xrightarrow{} CH_2=C=S } 

* Αρχικά παράγεται αιθινοθειόλη που ισομερειώνεται προς αιθενοθειόνη.

#### Παραγωγή θειαιθέρα

Με επίδραση θειολικού νατρίου (RSNa) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται αιθινυλοαλκυλοθειαιθέρας (RSC≡CH):

\mathrm{HC \equiv CF + RSNa \xrightarrow{} HC \equiv CSR + NaF} 


#### Παραγωγή αιθινυλιωδιδίου

Με επίδραση ιωδιούχου νατρίου (NaI) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται ιωδαιθίνιο (HC≡CI):

\mathrm{HC \equiv CF + NaI \xrightarrow{} HC \equiv CI + NaF} 


#### Παραγωγή νιτροπαραγώγων

Με επίδραση νιτρώδους αργύρου (AgNO2) σε φθοραιθίνιο σχηματίζεται νιτροαιθίνιο (ΗC≡CNO2):

\mathrm{HC \equiv CF + AgNO_2 \xrightarrow{} HC \equiv CNO_2 + AgF} 


#### Παραγωγή αιθινυλοβενζολίου

Με αιθινυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται αιθινυλοβενζόλιο:

\mathrm{PhH + HC \equiv CF \xrightarrow{AlF_3} PhC \equiv CH + HF}



### Επίδραση καρβενίων

Τα καρβένια, όπως το μεθυλένιο, δίνουν αντιδράσεις παρεμβολής στους δεσμούς C-Η ή και σχηματισμού κυκλοπροπενικού δακτυλίου με αντίδραση προσθήκης τους στον τριπλό δεσμό. Έτσι, με επίδραση μεθυλενίου σε φθοραιθίνιο σχηματίζονται  1-φθοροπροπίνιο και 1-φθοροκυκλοπροπένιο:

\mathrm{
HC \equiv CF + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} KCl + H_2O + \frac{1}{2} CH_3C \equiv CF + \frac{1}{2}} 80 px


* Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
:1. Παρεμβολή ον έναν (1) δεσμό C-H: Προκύπτει 1-φθοροπροπίνιο, ένα φθοροαλκίνιο.
:2. Προσθήκη στον έναν (1) τριπλό δεσμό: Προκύπτει 1-φθοροκυκλοπροπένιο, ένα φθοροκυκλοαλκένιο.

* Προκύπτει επομένως μείγμα 1-φθοροπροπίνιου ~50% και 1-φθοροκυκλοπροπενίου ~50%.
* Με τη χρήση μεθυλενοδιιωδιδίου (CH2I2) και ψευδαργύρου (Zn) επικρατεί η προσθήκη, οπότε είναι:

\mathrm{
HC \equiv CF + CH_2I_2 + Zn \xrightarrow{} ZnI_2 +} 80 px


## 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

## Σημειώσεις και αναφορές


Κατηγορία:Αλκινυλαλογονίδια
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις φθορίου
Κατηγορία:C2