Διμεθυλοφθοροπροπάνιο

To **διμεθυλοφθοροπροπάνιο** ή **νεοπεντυλοφθορίδιο** είναι ένα αλκυλογονίδιο. Με βάση το χημικό τύπο του, C5H11F, έχει τα ακόλουθα επτά (7) ισομερές θέσης:
# 1-φθοροπεντάνιο.
# 2-φθοροπεντάνιο.
# 3-φθοροπεντάνιο.
# 2-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο.
# 2-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο.
# 3-μεθυλο-2-φθοροβουτάνιο.
# 3-μεθυλο-1-φθοροβουτάνιο.

## Ονοματολογία

Η ονομασία «διμεθυλοφθοροπροπάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά κύρια ανθρακική 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 αρχικό πρόθεμα «φθορο-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου φθορίου ανά μόριο της ένωσης. Τέλος, το πρόθεμα «διμέθυλο-», που προτάσσεται του προθέματος φθορο-, γιατί δ 



## Παραγωγή

### Με φωτοχημική φθορίωση

Με φωτοχημική φθορίωση διμεθυλοπροπανίου παράγεται ως μοναδικό μονοαλοπαράγωγο το διμεθυλοφθοροπροπάνιο:

\mathrm{(CH_3)_4C + F_2 \xrightarrow[\triangle]{UV} (CH_3)_3CCH_2F + HF} 

* Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυφθοροπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας διμεθυλοπροπανίου.
* Η μέθοδος είναι χρήσιμη ακόμη και αν επιθυμείται το ένα μόνο ισομερές, αφού είναι σχετικά εύκολος ο διαχωρισμός από τα βαρύτερα πολυφθοροπαράγωγα.

### Με υποκατάσταση υδροξυλίου από φθόριο

Με επίδραση υδροφθορίου (HF) σε διμεθυλοπροπανόλη ((CH3)3CCH2OH):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2OH + HF \xrightarrow{ZnF_2} (CH_3)_3CCH_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 διμεθυλοχλωροπροπάνιο ((CH3)3CCH2Cl):

\mathrm{2(CH_3)_3CCH_2Cl + Hg_2F_2 \xrightarrow{} 2(CH_3)_3CCH_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 διμεθυλοπροπανόλη ((CH3)3CCH2OH):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + AgOH \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2OH + AgF} 


#### Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αλκυλονεοπεντυλαιθέρα ((CH3)3CCH2OR):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + RONa \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2OR + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο (RC≡CCH2C(CH3)3). Π.χ.:

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CCH_2C(CH_3)_3 + NaF} 


#### Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβονικό νεοπεντυλεστέρα (RCOOCH2C(CH3)3):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + RCOONa \xrightarrow{} RCOOCH_2C(CH_3)_3 + NaF} 


#### Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει διμεθυλοβουτανονιτρίλιο ((CH3)3CCH2CN):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F +NaCN \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2CN + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + RLi \xrightarrow{} RCH_2C(CH_3)_3 + LiF} 


#### Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει διμεθυλοπροπανοθειόλη ((CH3)3CCH2SH):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + NaSH \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2SH + NaF} 


#### Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αλκυλονεοπεντυλοθειαιθέρα (RSCH2C(CH3)3):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + RSNa \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2SR + NaF} 


#### Υποκατάσταση από ιώδιο

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει διμεθυλιωδοπροπάνιο ((CH3)3CCH2I):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + NaI \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2I + NaF} 


#### Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH3) σχηματίζει διμεθυλοπροπαναμίνη ((CH3)3CCH2NH2):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + NH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2NH_2 + HF} 


#### Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) σχηματίζει N-αλκυλοδιμεθυλοπροπαναμίνη (RNHCH2C(CH3)3):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + RNH_2 \xrightarrow{} RNHCH_2C(CH_3)_3 + HF} 


#### Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει N,N-διαλκυλοδιμεθυλοπροπαναμίνη [R'N(CH2C(CH3)3)R]:

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + R\acute{}\;NHR \xrightarrow{} R\acute{}\;N(CH_2C(CH_3)_3)R + HF} 


#### Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει φθοριούχο N,N,N-τριαλκυλονεοπεντυλαμμώνιο [R'N(CH2C(CH3)3)(R)R"]F}:

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + R\acute{}\;N(R)R\acute{}\;\acute{}\; \xrightarrow{} [R\acute{}\;N(CH_2C(CH_3)_3)(R)R\acute{}\;\acute{}\;]F} 


#### Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει διμεθυλοπροπανοφωσφαμίνη:

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + PH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2PH_2 + HF} 


#### Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει διμεθυλονιτροπροπάνιο ((CH3)3CCH2NO2):

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + AgNO_2 \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2NO_2 + AgF} 


#### Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται νεοπεντυλοβενζόλιο:

\mathrm{PhH + (CH_3)_3CCH_2F \xrightarrow{AlF_3} (CH_3)_3CCH_2Ph + HF}



### Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li σχηματίζει νεοπεντυλολίθιο:


\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + 2Li \xrightarrow[-10^oC] (CH_3)_3CCH_2Li + LiF}


2. Με μαγνήσιο (Mg) σχηματίζει νεοπεντυλομαγνησιοφθορίδιο:


\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + Mg \xrightarrow (CH_3)_3CCH_2MgF}



### Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται διμεθυλοπροπάνιο:


\mathrm{4(CH_3)_3CCH_2F + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4(CH_3)_4C + LiF + AlF_3}


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


\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + Zn + HCl \xrightarrow{} (CH_3)_4C + ZnClF}


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


\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + SiH_4 \xrightarrow{BF_3} (CH_3)_4C + SiH_3F}


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

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + RSnH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_4C + RSnH_2F} 


### Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 4,4-διμεθυλο-1-φθοροπεντάνιο ((CH3)3CCH2CH2CH2F):


\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH_2F + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2CH_2CH_2F}


2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 4,4-διμεθυλο-1-φθορο-1-πεντένιο ((CH3)3CCH2CH=CHF):


\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + HC \equiv CH \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2CH=CHF}


3. Η αντίδραση του διμεθυλοφθοροπεντανίου 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)_3CCH_2F \xrightarrow{} RCH_2FCH=CHCH_2CH_2C(CH_3)_3} 
 (1,4-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + (CH_3)_3CCH_2F \xrightarrow{} RCH=CHCHFCH_2CH_2C(CH_3)_3} 
 (1,2-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + (CH_3)_3CCH_2F \xrightarrow{} \frac{1}{2} RCHFCH(CH_2C(CH_3)_3)CH=CH_2 + \frac{1}{2} RCH(CH_2C(CH_3)_3)CHFCH=CH_2} 
 (3,4-προσθήκη)

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

40px|κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ (CH_3)_3CCH_2F \xrightarrow{} (CH_3)_3CCH_2CH_2CH_2CH_2F} 

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει 1-νεοπεντυλοξυ-2-φθοραιθάνιο:

30 px  \mathrm{+ (CH_3)_3CCH_2F \xrightarrow{} FCH_2CH_2OCH_2C(CH_3)_3} 


### Παρεμβολή καρβενίων

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

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} \frac{9}{11} CH_3CH_2C(CH_3)_2CH_2F  + \frac{2}{11} (CH_3)_3CCHFCH_3 + KCl + H_2O}


* Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε;
:1. Παρεμβολή στους εννέα (9) δεσμούς C#3,#1΄,#1΄΄H2-H. Παράγεται 2,2-διμεθυλοφθοροβουτάνιο.
:2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#1H-H: Παράγεται 3,3-διμεθυλοφθοροβουτάνιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 2,2-διμεθυλοφθοροβουτάνιου ~63% και 3,3-διμεθυλοφθοροβουτάνιου ~18%.

### Παραγωγή και παρεμβολή νεοπεντυλενίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υδροξείδιου του καλίου αποσπάται υδροφθόριο παράγοντας νεοπεντυλένιο:

\mathrm{(CH_3)_3CCH_2F + KOH \xrightarrow{} [(CH_3)_3CCH_2:] + KF + H_2O}

* Το ασταθές νεοπεντυλένιο στη συνέχεια συμπεριφέρεται σα δίριζα και παρεμβάλλεται σε δεσμούς C-Η ή προσθέτεται σε πολλαπλούς δεσμούς, σχηματίζοντας τριμελείς δακτύλιους. Παραδείγματα:

1. Παρεμβολή στον εαυτό του:

\mathrm{2(CH_3)_3CCH_2F + KOH \xrightarrow{} \frac{9}{11} (CH_3)_3CCH_2C(CH_3)_2CH_2F + \frac{2}{11} (CH_3)_3CCHFCH_2C(CH_3)_3 + KF + H_2O}


2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο:

\mathrm{CH_2=CH_2 + (CH_3)_3CCH_2F + KOH \xrightarrow{} \frac{4}{5} (CH_3)_3CCH_2CH=CH_2 + KF + H_2O + \frac{1}{5}} τριτοταγές βουτυλοκυκλοπροπάνιο


3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο:

\mathrm{HC \equiv CH + (CH_3)_3CCH_2F + KOH \xrightarrow{} \frac{2}{3} (CH_3)_3CCH_2C \equiv CH + KF + H_2O + \frac{1}{3}} 3-τριτοταγές βουτυλοκυκλοπροπένιο


4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο:


\mathrm{PhH + (CH_3)_3CCH_2F + KOH \xrightarrow{} \frac{1}{2} PhCH_2C(CH_3)_3 + KF + H_2O + \frac{1}{2}} 7-τριτοταγές βουτυλοκυκλοεπτατριένιο


5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη:


\mathrm{HCHO + (CH_3)_3CCH_2F + KOH \xrightarrow{} KF + H_2O + \frac{2}{3} (CH_3)_3CCH_2CHO + \frac{1}{3}}  τριτοταγές βουτυλοξιράνιο


## 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:Φθοροπεντάνια