Βρωμοδιφθορομεθάνιο

Το **βρωμοδιφθορομεθάνιο** ή **Halon 1201** or **FC-22B1** είναι ένα αέριο τριαλομεθάνιο, καθώς και ένας υδροβρωμοφθοράνθρκας.

## Ονοματολογία

Η ονομασία «βρωμοδιφθορομεθάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «μεθ-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου άνθρακα ανά μόριο 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 αρχικό πρόθεμα «βρωμο» δηλώνει την παρουσία ενός ατόμου βρωμίου ανά μόριο της ένωσης κ το ακολουθούμενο «διφθορο-» δηλώνει την παρουσία δύο (2) ατόμων φθορίου ανά μόριο της ένωσης. Το «διφθορο-» μπαίνει δεύτερο, γιατί τα προθέματα υποκαταστατών ή διακλαδώσεων μπαίνουν κατά αλφαβητική σειρά και β 



## Παραγωγή

### Με υποκατάσταση βρωμίου από φθόριο

Με επίδραση τριφθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε τριβρωμομεθάνιο:

\mathrm{CHBr_3 + Hg_2F_2 \xrightarrow{} CHF_2Br + Hg_2Br_2 \downarrow} 


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

* Χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη δυο διαφορετικών αλογόνων στο μόριό του. Το βρώμιο υποκαθίσταται ή αποσπάται πολύ πιο εύκολα, με αποτέλεσμα να δίνει εύκολα διφθοροπαράγωγα.

### Αντιδράσεις υποκατάστασης

#### Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Υδρολύεται με υδροξείδιο του νατρίου προς διφθορομεθανόλη που μετατρέπεται τελικά σε μονοξείδιο του άνθρακα και υδροφθόριο:

\mathrm{CHF_2Br + NaOH \xrightarrow{-NaBr} F_2CHOH \xrightarrow{-HF} HCOF \xrightarrow{} CO + HF } 


#### Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με RONa αρχικά προς αλκοξυδιφθορομεθάνιο και στη συνέχεια, με περίσσεια RONa, προς διαλκοξυφθορομεθάνιο και τελικά τριαλκοξυμεθάνιο:

\mathrm{CHF_2Br + RONa \xrightarrow{-NaBr} F_2CHOR \xrightarrow[-NaF]{+RONa} ROCHFOR \xrightarrow{+RONa} (RO)_3CH + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με RC≡CNa αρχικά προς 1,1-διφθοροαλκίνιο-2, στη συνέχεια, με περίσσεια RC≡CNa, προς 1,5-διαλκυλο-3-φθοροπενταδιίνιο και τελικά προς 3-αλκινυλο-1,5-διαλκυλοπενταδιίνιο:

\mathrm{CHF_2Br + RC \equiv CNa \xrightarrow{-NaBr} RC \equiv CCHF_2 \xrightarrow[-NaF]{+ RC \equiv CNa} RC \equiv CCHFC \equiv CR \xrightarrow{+ RC \equiv CNa} (RC \equiv C)_3CH + NaF} 


#### Υποκατάσταση από ακύλιο

Με RCOONa αρχικά προς αλκανικό διφθορομεθυλεστέρα, στη συνέχεια, με περίσσεια RCOONa, προς διαλκανικό φθορομεθυλοδιεστέρα και τελικά προς τριαλκανικό μεθυλοτριεστέρα:

\mathrm{CHF_2Br + RCOONa \xrightarrow{-NaBr} RCOOCHF_2 \xrightarrow[-NaF]{+ RCOONa} RCOOCHFOOCR \xrightarrow{+ RCOONa} (RCOO)_3CH + NaF } 


#### Υποκατάσταση από κυάνιο

Με NaCN αρχικά προς διφθοραιθανονιτρίλιο, στη συνέχεια, με περίσσεια NaCN, προς φθοροπροπανοδινιτρίλιο και τελικά κυανοπροπανοδινιτρίλιο:

\mathrm{CHF_2Br + NaCN \xrightarrow{-NaBr} F_2CHCN \xrightarrow[-NaF]{+ NaCN} NCCHFCN \xrightarrow{+ NaCN} CH(CN)_3 + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με RNa αρχικά προς (διφθορομεθυλ)αλκάνιο, στη συνέχεια, με περίσσεια RNa, προς διαλκυλοφθορομεθάνιο και τελικά προς τριαλκυλομεθάνιο:

\mathrm{CHF_2Br + RNa \xrightarrow{-NaBr} RCHF_2 \xrightarrow[-NaF]{+ RNa} RCHFR \xrightarrow{+ RNa} R_3CH} 


#### Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με αρχικά RSNa προς (αλκυλοθειο)διφθορομεθάνιο, στη συνέχεια, με περίσσεια RSNa, προς δι(αλκυλοθειο)φθορομεθάνιο και τελικά προς τρι(αλκυλοθειο)μεθάνιο:

\mathrm{CHF_2Br + RSNa \xrightarrow{-NaBr} RSCHF_2 \xrightarrow[-NaF]{+ RSNa} RSCH_2SR \xrightarrow{+ RSNa} (RS)_3CHJ + NaF } 


#### Υποκατάσταση από ιώδιο

Με αρχικά KI προς διφθοριωδομεθάνιο, στη συνέχεια, με περίσσεια KI, προς διιωδοφθορομεθάνιο και τελικά προς τριιωδομεθάνιο:

\mathrm{CHF_2Br + KI \xrightarrow{-KBr} CHF_2I \xrightarrow[-KF]{+KI} CHFI_2 \xrightarrow{+KI} CHI_3 + KF } 


#### Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH3) αρχικά προς διφθορομεθαναμίνη, στη συνέχεια, με περίσσεια αμμωνίας, προς φθορομεθανοδιαμίνη και τελικά μεθανοτριαμίνη:

\mathrm{CHF_2Br + NH_3 \xrightarrow{-HBr} F_2CHNH_2 \xrightarrow[-HF]{+ NH_3} FCH(NH_2)_2 \xrightarrow{+ NH_3} CH(NH_2)_3 + HF} 


#### Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη (PH3) αρχικά προς διφθορομεθανοφωσφαμίνη, στη συνέχεια, με περίσσεια φωσφίνης, προς φθορομεθανοδιφωσφαμίνη και τελικά προς μεθανοτριφωσφαμίνη:

\mathrm{CHF_2Br + PH_3 \xrightarrow{-HBr} F_2CHPH_2 \xrightarrow[-HF]{+ PH_3} FCH(PH_2)_2 \xrightarrow{+ PH_3} CH(PH_2)_3 + HF } 


#### Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με NaNO2 αρχικά προς διφθορονιτρομεθάνιο, στη συνέχεια, με περίσσεια νιτρώδους νατρίου, προς δινιτροφθορομεθάνιο, και τελικά προς τρινιτρομεθάνιο:

\mathrm{CHF_2Br + NaNO_2 \xrightarrow{-NaBr} F_2CHNO_2 \xrightarrow[-NaF]{NaNO_2} CH_2(NO_2)_2 \xrightarrow{NaNO_2} CH(NO_2)_3 + NaF } 


#### Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται αρχικά (διφθορομεθυλο)βενζόλιο, στη συνέχεια, με περίσσεια βενζολίου, προς διφαινυλοφθορομεθάνιο και τελικά προς τριφαινυλομεθάνιο:

\mathrm{PhH + CHF_2Br \xrightarrow[-HBr]{AlBr_3} PhCHF_2 \xrightarrow[+PhH-HF]{AlF_3} PhCHFPh \xrightarrow[+PhH]{AlF_3} Ph_3CH}



### Αναγωγή

1. Με LiAlH4, παράγεται μεθάνιο:


\mathrm{4CHF_2Br + 3LiAlH_4 \xrightarrow{} 4CH_4 + 2LiF + LiBr + 2AlF_3 + AlBr_3}


2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ, παράγεται αρχικά διφθορομεθάνιο, στη συνέχεια φθορομεθάνιο και τελικά μεθάνιο:


\mathrm{CHF_2Br + Zn + HCl \xrightarrow{-ZnClBr} CH_2F_2  \xrightarrow[-ZnClF]{+ Zn + HBr}  CH_3F  \xrightarrow{+ Zn + HBr} CH_4 + ZnClF}


3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται μεθάνιο:


\mathrm{CHF_2Br + SiH_4 \xrightarrow{BF_3} 2CH_4 + SiHF_2Br}



### Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 1,1-διφθορο-3-βρωμοπροπάνιο:


\mathrm{CHF_2Br + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} BrCH_2CH_2CHF_2}


2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 3,3-διφθορο-1-βρωμοπροπένιο


\mathrm{CHF_2Br + HC \equiv CH \xrightarrow{} BrCH=CHCHF_2}


3. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 1,1-διφθορο-4-βρωμοβουτάνιο:

40px|κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ CHF_2Br \xrightarrow{} BrCH_2CH_2CH_2CHF_2} 

4. Σε αλκαδιένια. Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 παράγει 5,5-διφθορο-1-βρωμοπεντένιο-2.


\mathrm{CHF_2Br + CH_2=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} BrCH_2CH=CHCH_2CHF_2}


5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει διφθορο(2-βρωμαιθοξυ)μεθάνιο:

30 px  \mathrm{+ CHF_2Br \xrightarrow{} BrCH_2CH_2OCHF_2} 


### Παραγωγή καρβενίων και παραγώγων

#### Παραγωγή και παρεμβολή διφθορομεθυλενίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υδροξείδιου του καλίου αποσπάται υδροχλώριο παράγοντας διφθορομεθυλένιο:

\mathrm{CHF_2Br + KOH \xrightarrow{} [:CF_2] + KBr + H_2O}

* Το ασταθές φθορομεθυλένιο στη συνέχεια συμπεριφέρεται σα δίριζα και παρεμβάλλεται σε δεσμούς C-Η ή προσθέτεται σε πολλαπλούς δεσμούς, σχηματίζοντας τριμελή δακτύλιο. Παραδείγματα:

1. Παρεμβολή στον εαυτό του. Παράγεται 1,1,2,2-τετρααφθοροβρωμαιθάνιο:

\mathrm{2CHF_2Br + KOH \xrightarrow{} F_2CHCF_2Br + KBr + H_2O}


2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο. Παράγεται μίγμα από 3,3-διφθοροπροπένιο και διφθοροκυκλοπροπάνιο:

\mathrm{CH_2=CH_2 + CHF_2Br + KOH \xrightarrow{} \frac{4}{5} F_2CHCH=CH_2 + KBr + H_2O + \frac{1}{5} (CH_2CF_2CH_2)}


3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο. Παράγεται μίγμα από 3,3-διφθοροπροπίνιο και 3,3-διφθοροκυκλοπροπένιο:

\mathrm{HC \equiv CH + CHF_2Br + KOH \xrightarrow{} \frac{2}{3} F_2CHC \equiv CH + KBr + H_2O + \frac{1}{3} (F_2CCH=CH)}


4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο. Παράγεται μίγμα από (διφθορομεθυλο)βενζόλιο και 7,7-διφθοροκυκλοεπτατριένιο:


\mathrm{PhH + CHF_2Br + KOH \xrightarrow{} \frac{1}{2} PhCHF_2 + KBr + H_2O + \frac{1}{2} (F_2CCH=CHCH=CH=CH) }


5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη. Παράγεται μίγμα από διφθοραιθανάλη και 2,2-διφθορεποξυαιθάνιο (2,2-διφθοροξιράνιο):


\mathrm{HCHO + CHF_2Br + KOH \xrightarrow{} KBr + H_2O + \frac{2}{3} F_2CHCHO + \frac{1}{3} (F_2CCH_2O)} 


#### Παραγωγή και παρεμβολή φθορομεθυλενίου

* Είναι δυνατή η απόσπαση FBr με χρήση ιδιαίτερα ηλεκτροθετικών μετάλλων όπως κάλιο, νάτριο, μαγνήσιο ή και ψευδάργυρος, παράγοντας φθορομεθυλένιο. Τα δισθενή μέταλλα ευνοούν ιδιαίτερα τις κυκλικές προσθήκες. Έτσι έχουμε τα ακόλουθα παραδείγματα:
1. Παρεμβολή στον εαυτό του. Παράγεται 1,1,2-τριφθορο-1-βρωμαιθάνιο:

\mathrm{2CHF_2Br + Zn \xrightarrow{} FCH_2CF_2Br + ZnFBr}


2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο. Παράγεται σε μεγάλο ποσοστό φθοροκυκλοπροπάνιο:

\mathrm{CH_2=CH_2 + CHF_2Br + Zn \xrightarrow{} ZnFBr + } 20 px


3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο. Παράγεται σε μεγάλο ποσοστό 3-φθοροκυκλοπροπένιο:

\mathrm{HC \equiv CH + CHF_2Br + Zn \xrightarrow{} ZnFBr + (FCHCH=CH) }


4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο. Παράγεται σε μεγάλο ποσοστό 7-φθοροκυκλoεπτατριένιο:


\mathrm{PhH + CHF_2Br + Zn \xrightarrow{} ZnFBr + (FCHCH=CHCH=CHCH=CH)}


5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη. Παράγεται σε μεγάλο ποσοστό εποξυφθοραιθάνιο:


\mathrm{HCHO + CHF_2Br + Zn \xrightarrow{} ZnFBr +}  50 px


## Επιπτώσεις στο περιβάλλον

Το βρωμοδιφθορομεθάνιο έχει δυναμικό καταστροφής όζοντος 0,74.

## 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

Κατηγορία:Τριαλαλκάνια
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις βρωμίου
Κατηγορία:Οργανικές ενώσεις φθορίου