Κροτωνικό οξύ

Το **κροτονικό οξύ** (αγγλικά *crotonic acid*) είναι οργανική χημική ένωση με μοριακό τύπο **[[C4H6O2|C<sub>4</sub>H<sub>6</sub>O<sub>2</sub>]]**, αν και συνηθέστερα παριστάνεται με τον ημισυντακτικό του τύπο, **E-[[Άνθρακας|C]][[Υδρογόνο|H]]<sub>3</sub>CH=CHC[[Οξυγόνο|O]]<sub>2</sub>H**. Έχει ένα γεωμετρικό ισομερές, το ισοκροτονικό οξύ, που αποτελεί το Z-2-βουτενικό οξύ. Η ονομασία «κροτονικό οξύ» προέρχεται από το κροτονέλαιο, επειδή πιστεύονταν (εσφαλμένα) ότι αποτελεί προϊόν σαπωνοποίησής του. Όταν χρειάζεται, (ανα)κρυσταλλώνεται από θερμό νερό.

## Ισομέρεια

Το κροτονικό οξύ έχει ένα γεωμετρικό ισομερές, καθώς και πολλά ισομερή θέσης, από τα οποία τα σημαντικότερα είναι τα ακόλουθα:
# 2-βουτιν-1,4-διόλη, με ημισυντακτικό τύπο **HOCH<sub>2</sub>C≡CCH<sub>2</sub>OH**.
# γ-βουτυρολακτόνη, με γραμμικό τύπο 50x50εσ.
# Ισοκροτονικό οξύ, με ημισυντακτικό τύπο **Ζ-CH<sub>3</sub>CH=CHCOOH**.
# Βουτανοδιόνη, με ημισυντακτικό τύπο **CH<sub>3</sub>COCOCH<sub>3</sub>.**
# Δι(οξιράνιο), με γραμμικό τύπο 50x50εσ.
# 1,4-διοξένιο, με γραμμικό τύπο 44x44εσ.
# Μεθυλοπροπενικό οξύ, με ημισυντακτικό τύπο **CH<sub>2</sub>=C(CH<sub>3</sub>)COOH**.
# Προπενικός μεθυλεστέρας, με ημισυντακτικό τύπο **CH<sub>2</sub>=CHCOOCH<sub>3</sub>**.
# Βουτανοδιάλη, με ημισυντακτικό τύπο **HCOCH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CHO**.
# Αιθανικός βινυλεστέρας, με ημισυντακτικό τύπο **CH<sub>3</sub>COOCH=CH<sub>2</sub>**.
## Δομή

Είναι ένα μέλος της ομόλογης σειράς των αλκενικών οξέων, δηλαδή των αλειφατικών μονοκαρβοξυλικών οξέων με ένα διπλό δεσμό. Ο διπλός δεσμός του κροτονικού οξέος βρίσκεται σε συζυγή θέση (δηλαδή με έναν απλό δεσμό ενδιάμεσα) με εκείνον του καρβονυλίου του καρβοξυλίου του.





## Παραγωγή
Το κροτονικό οξύ μπορεί να ληφθεί με αρκετές μεθόδους, μερικές από τις οποίες είναι οι ακόλουθες:

### Με οξείδωση Ε-2-βουτενάλης
Με οξείδωση Ε-2-βουτενάλης παράγεται κροτονικό οξύ:
\mathrm{5CH_3CH=CHCHO + 2KMnO_4 + H_2SO_4  \xrightarrow{} 5CH_3CH=CHCO_2H + 2MnO + K_2SO_4 + H_2O} 


### Με συμπύκνωση αιθανάλης και μαλονικού οξέος
Με συμπύκνωση αιθανάλης και μαλονικού οξέος, με τη χρήση πυριδίνης (Py) ως διαλύτη, παράγεται κροτονικό οξύ: 
\mathrm{CH_3CHO + HOCOCH_2CO_2H \xrightarrow[-H_2O]{Py} HOCOC(=CHCH_3)CO_2H \xrightarrow{\triangle} CH_3CH=CHCO_2H + CO_2 \uparrow} 


### Με υδρόλυση 3-βουτενυλονιτριλίου
Με αλκαλική υδρόλυση 3-βουτενυλονιτριλίου παράγεται κροτονικό οξύ, μετά από ενδιάμεση μετάθεση του διπλού δεσμού:
\mathrm{CH_2=CHCH_2CN + 2H_2O \xrightarrow{OH^-} CH_3CH=CHCO_2H + NH_3} 


### Με αφυδάτωση 3-υδροξυβουτανικού οξέος
Με αφυδάτωση 3-υδροξυβουτανικού οξέος, που πραγματοποιειται με απλή απόσταξη του τελευταίου, παράγεται κροτονικό οξύ:
\mathrm{CH_3CH(OH)CH_2CO_2H \xrightarrow{\triangle} CH_3CH=CHCO_2H + H_2O} 


## Κρυσταλλογραφικές ιδιότητες
Το κροτονικό οξύ κρυσταλλώνεται στο μονοκλινές κρυσταλλικό σύστημα, στην ομάδα διαστήματος P21/a (ομάδα διαστήματος 14, θέση 3) με παραμέτρους πλέγματος *a* = 971 pm, *b* = 690 pm, *c* = 775 pm και *β* = 104.0°. Η μονάδα κελιού περιέχει τύπο 4 μονάδων.

## Αντιδράσεις και παράγωγα

### Υδρογόνωση
Το κροτονικό οξύ μετατρέπεται σε βουτυρικό οξύ με υδρογόνωση, για παράδειγμα με αναγωγή με ψευδάργυρο και θειικό οξύ:
\mathrm{CH_3CH=CHCO_2H + Zn + H_2SO_4 \xrightarrow{} CH_3(CH_2)_2CO_2H + ZnSO_4} 


### Αλογόνωση
Το κροτονικό οξύ, μετά από αλογόνωση με χλώριο ή βρώμιο, μετατρέπεται σε 2,3-διαλοβουτανικό οξύ:
\mathrm{CH_3CH=CHCO_2H + X_2 \xrightarrow{} CH_3(CHX)_2CO_2H} 


### Υδραλογόνωση
Το κροτονικό οξύ, μετά από υδραλογόνωση με υδροβρώμιο, μετατρέπεται σε 3-βρωμοβουτανικό οξύ:
\mathrm{CH_3CH=CHCO_2H + HBr \xrightarrow{} CH_3CHBrCH_2CO_2H} 


### Υδροξυαλογόνωση
Το κροτονικό οξύ, μετά από υδροξυαλογόνωση με υποχλωριώδες οξύ, μετατρέπεται σε 3-υδροξυ-2-χλωροβουτανικό οξύ:
\mathrm{CH_3CH=CHCO_2H + HClO \xrightarrow{} CH_3CH(OH)CHClCO_2H} 


### Οξείδωση
Το κροτονικό οξύ μπορεί να οξειδωθεί με αλκαλικό διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου, σχηματίζοντας 2,3-διυδροξυβουτανικό οξύ:


\mathrm{CH_3CH=CHCO_2H + 2|O| \xrightarrow[OH^-]{KMnO_4} CH_3CH(OH)CH(OH)CO_2H} 


### Εστεροποίηση
Το κροτονικό οξύ, μετά από εστεροποίηση με κάποια αλκοόλη (ROH), σχηματίζει τον αντίστοιχο κροτονικό αλκυλεστέρα:
\mathrm{CH_3CH=CHCO_2H + ROH \rightleftarrows CH_3CH=CHCO_2R + H_2O} 


### Ανυδρίτης
Το κροτονικό οξύ, μετά από συνθέρμανση με οξικό ανυδρίτη [(CH3CO)2O], σχηματίζει κροτονικό ανυδρίτη:
\mathrm{2CH_3CH=CHCO_2H + (CH_3CO)_2O \xrightarrow{\triangle} (CH_3CH=CHCO)_2O + 2CH_3CO_2H} 


### Θρεονίνη
Η ρακεμεική (DL-)θρεονίνη μπορεί να παραχθεί από το ρακεμεικό κροτονικό οξύ με α-ενεργοποίηση, χρησιμοποιώντας αμμωνία και οξικό υδράργυρο

 
\mathrm{CH_3CH=CHCO_2H + NH_3 + H_2O + (CH_3CO_2)_2Hg \xrightarrow{} CH_3CH(OH)CH(NH_2)CO_2H + 2CH_3CO_2H + Hg} 


## Πηγές
* Ν. Αλεξάνδρου, *Γενική Οργανική Χημεία*, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985
* 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
* Πολυχρόνη Σ. Καραγκιοζίδη: Ονοματολογία οργανικών ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1991, Έκδοση Β΄.
* Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, Έκδοση Β΄.
* Δ. Νικολαΐδη: Ειδικά κεφάλαια Οργανικής Χημεία, Θεσσαλονίκη 1983.

## Αναφορές και σημειώσεις


Κατηγορία:Αλκενικά οξέα
Κατηγορία:C4