Μεθυλο-1-φθοροπροπάνιο

Το **μεθυλο-1-φθοροπροπάνιο** ή **ισοβουτυλοφθορίδιο** είναι ένα αλκυλαλογονίδιο με μοριακό τύπο C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>F, που είναι ένα εύφλεκτο και πτητικό υγρό (υπό τις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, T = 25&nbsp;°C, P = 1 atm) . Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερές θέσης:
# 1-φθοροβουτάνιο.
# 2-φθοροβουτάνιο.
# Μεθυλο-2-φθοροπροπάνιο.

## Ονοματολογία

Η ονομασία «μεθυλο-1-φθοροπροπάνιο» 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 «φθορο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου φθορίου ανά μόριο της ένωσης. Το αρχικό πρόθεμα «μεθυλο-» δηλώνει την παρουσία διακλάδωσης ενός ατόμου άνθρακα. Ο αριθμός θέσης «-1-», δηλώνει τον αριθμό θέσης του ατόμου του άνθρακα με το οποίο ενώνεται το άτομο του φθορίου, για να διαχωριστεί η ένωση από την ισομερή της μεθυλο-2-φθοροπροπάνιο. 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 φθορο-, γιατί μ 



## Παραγωγή

### Με φωτοχημική φθορίωση

Με φωτοχημική φθορίωση μεθυλοπροπανίου παράγεται μίγμα μεθυλο-1-φθοροπροπανίου και μεθυλο-2-φθοροπροπανίου:

\mathrm{(CH_3)_3CH + F_2 \xrightarrow[\triangle]{UV} x(CH_3)_2CHCH_2F + (1-x)(CH_3)_3CF + HF} 

* Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυφθοροπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας μεθυλοπροπανίου.
* Η μέθοδος δεν είναι χρήσιμη αν επιθυμείται το ένα μόνο ισομερές, αφού είναι σχετικά δύσκολος διαχωρισμός.

### Με υποκατάσταση υδροξυλίου από φθόριο

Με επίδραση υδροφθορίου (HF) σε μεθυλο-1-προπανόλη ((CH3)2CHCH2OH):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2OH + HF \xrightarrow{ZnF_2} (CH_3)_2CHCH_2F + H_2O} 

* Συνήθως το υδροφθόριο παρασκευάζεται επιτόπου με την αντίδραση:


\mathrm{2NaF + H_2SO_4 \xrightarrow{} Na_2SO_4 + 2HF}



### Με υποκατάσταση χλωρίου από φθόριο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε μεθυλο-1-χλωροπροπάνιο (CH3)2CHCH2Cl):

\mathrm{2(CH_3)_2CHCH_2Cl + Hg_2F_2 \xrightarrow{} 2(CH_3)_2CHCH_2F + Hg_2Cl_2 \downarrow} 


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

### Αντιδράσεις υποκατάστασης

* Οι αντιδράσεις είναι πολύ πιο αργές σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων, γιατί ο μηχανισμός που επικρατεί σ' αυτές τις αντιδράσεις υποκαταστάσεως είναι ο SN2.

#### Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται μεθυλο-1-προπανόλη ((CH3)2CHCH2OH):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + AgOH \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2OH + AgF} 


#### Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκυλισοβουτυλαιθέρα ((CH3)2CHCH2OR):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + RONa \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2OR + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο (RC≡CCH2CH(CH3)2). Π.χ.:

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CCH_2CH(CH_3)_2 + NaF} 


#### Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό ισοβουτυλεστέρα (RCOOCH2CH(CH3)2):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + RCOONa \xrightarrow{} RCOOCH_2CH(CH_3)_2 + NaF} 


#### Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει 3-μεθυλοβουτανονιτρίλιο ((CH3)2CHCH2CN):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F +NaCN \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CN + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + RLi \xrightarrow{} RCH_2CH(CH_3)_2 + LiF} 


#### Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει μεθυλο-1-προπανοθειόλη ((CH3)2CHCH2SH):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + NaSH \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2SH + NaF} 


#### Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλισοβουτυλοθειαιθέρα (RSCH2CH(CH3)2):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + RSNa \xrightarrow{} RSCH_2CH(CH_3)_2 + NaF} 


#### Υποκατάσταση από ιώδιο

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει μεθυλο-1-ιωδοπροπάνιο ((CH3)2CHCH2I):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + NaI \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2I + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH3) σχηματίζει μεθυλο-1-προπαναμίνη ((CH3)2CHCH2NH2):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + NH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2NH_2 + HF} 


#### Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) σχηματίζει N-αλκυλομεθυλο-1-προπαναμίνη (RNHCH2CH(CH3)2):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + RNH_2 \xrightarrow{} RNHCH_2CH(CH_3)_2 + HF} 


#### Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει N,N-διαλκυλομεθυλο-1-προπαναμίνη [R'N(CH2CH(CH3)2)R]:

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + R\acute{}\;NHR \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2N(R)R\acute{} + HF} 


#### Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει φθοριούχο N,N,N-τριαλκυλισοβουτυλαμμώνιο {[R'N(CH2CH(CH3)2)(R)R"]F}:

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + R\acute{}\;N(R)R\acute{}\;\acute{}\; \xrightarrow{} [(CH_3)_2CHCH_2N(R)(R\acute{})R\acute{}\ \;\acute{}\;]F} 


#### Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει μεθυλο-1-προπανοφωσφαμίνη:

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + PH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2PH_2 + HF} 


#### Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει μεθυλο-1-νιτροπροπάνιο ((CH3)2CHCH2NO2):

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + AgNO_2 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2NO_2 + AgF} 


#### Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται ισοβουτυλοβενζόλιο:

\mathrm{PhH + (CH_3)_2CHCH_2F \xrightarrow{AlF_3} PhCH_2CH(CH_3)_2 + HF}



### Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li σχηματίζει ισοβουτυλολίθιο:


\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + 2Li \xrightarrow[-10^oC] (CH_3)_2CHCH_2Li + LiF}


2. Με μαγνήσιο (Mg) σχηματίζει ισοβουτυλομαγνησιοφθορίδιο :


\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + Mg \xrightarrow (CH_3)_2CHCH_2MgF}



### Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται μεθυλοπροπάνιο.:


\mathrm{4(CH_3)_2CHCH_2F + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4(CH_3)_3CH + LiF + AlF_3}


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


\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + Zn + HCl \xrightarrow{} (CH_3)_3CH + ZnClF}


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


\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + SiH_4 \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_3CH + SiH_3F}


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

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + RSnH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_3CH + RSnH_2F} 


### Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 4-μεθυλο-1-φθοροπεντάνιο ((CH3)2CHCH2CH2CH2F):


\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2F}


2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 4-μεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο ((CH3)2CHCH2CH=CHF):


\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + HC \equiv CH \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH=CHF}


3. Η αντίδραση του μεθυλο-1-φθοροπροπανίου 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)_2CHCH_2F \xrightarrow{} RCH_2FCH=CHCH_2CH(CH_3)_2} 
 (1,4-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + (CH_3)_2CHCH_2F \xrightarrow{} RCH=CHCHFCH_2CH_2CH(CH_3)_2} 
 (1,2-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + (CH_3)_2CHCH_2F \xrightarrow{} \frac{1}{2} RCHFCH(CH_2CH(CH_3)_2)CH=H_2 + \frac{1}{2} RCH(CH_2CH(CH_3)_2)CHFCH=CH_2} 
 (3,4-προσθήκη)

4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 5-μεθυλο-1-φθορεξάνιο:

40px|κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ (CH_3)_2CHCH_2F \xrightarrow{} (CH_3)_2CHCH_2CH_2CH_2CH_2F} 

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει ισοβουτοξυ-2-φθοραιθάνιο:

30 px  \mathrm{+ (CH_3)_2CHCH_2F \xrightarrow{} FCH_2CH_2OCH_2CH(CH_3)_2} 


### Αντίδραση απόσπασης

Με απόσπαση υδροφθορίου (HF) από μεθυλο-1-φθοροπροπάνιο παράγεται μεθυλοπροπένιο:

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + NaOH \xrightarrow[\triangle]{ROH} (CH_3)_2C=CH_2 + NaF + H_2O }


### Παρεμβολή καρβενίων

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

\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2F + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} \frac{2}{3} CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2F + \frac{2}{9} (CH_3)_2CHCHFCH_3 + \frac{1}{9} (CH_3)_3CCH_2F  + KCl + H_2O}


* Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε;
:1. Παρεμβολή στους έξι (6) δεσμούς CH2-H. Παράγεται 2-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο.
:2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς CH-H: Παράγεται 3-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο.
:3. Παρεμβολή στον ένα (1) δεσμό C-H: Παράγεται διμεθυλοφθοροπροπάνιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 2-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιου ~67%, 3-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιου ~22% και διμεθυλοφθοροπροπάνιου ~11%.

## 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 φθορίου
Κατηγορία:Αλοβουτάνια