Βρωμαιθάνιο

Το **βρωμαιθάνιο** ή **αιθυλοβρωμίδιο** είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και βρώμιο, με χημικό τύπο **C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>Br**, ενώ συχνά παριστάνεται αναλυτικότερα ως **CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>Br**. Συντομογραφικά συμβολίζεται με τα σύμβολα **EtBr** και **Halon-2001**. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των αλκυλαλογονιδίων. Το καθαρό βρωμαιθάνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, (θερμοκρασία 25&nbsp;°C και υπό πίεση 1 atm), είναι πτητικό άχρωμο υγρό με οσμή που ομοιάζει με αυτήν του διαιθυλαιθέρα.

## Ονοματολογία

Η ονομασία «βρωμαιθάνιο» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «αιθ-» δηλώνει την παρουσία δύο (2) ατόμων 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 (1) ατόμου βρωμίου ανά μόριο της ένωσης.

## Μοριακή δομή

Η μοριακή δομή του είναι παρόμοια με αυτήν του αιθανίου, από το οποίο προέρχεται, θεωρητικά, αν αντικατασταθεί ένα άτομο υδρογόνου της ένωσης με άτομο βρωμίου.




## Παραγωγή

### Προσθήκη υδροβρωμίου σε αιθένιο

Με προσθήκη υδροβρωμίου σε αιθένιο παράγεται αιθυλοβρωμίδιο:

\mathrm{
CH_2=CH_2 + HBr \xrightarrow{} CH_3CH_2Br
}


### Φωτοχημική βρωμίωση

Με φωτοχημική βρωμίωση αιθανίου:

\mathrm{CH_3CH_3 + Br_2 \xrightarrow[\triangle]{UV} CH_3CH_2Br + HBr} 

* Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυβρωμοπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας αιθανίου.

### Υποκατάσταση υδροξυλίου από βρώμιο

1. Με επίδραση υδροβρωμίου (HBr) σε αιθανόλη (CH3CH2OH):

\mathrm{CH_3CH_2OH + HBr \xrightarrow{ZnBr_2} CH_3CH_2Br + H_2O} 

Η αντίδραση πραγματοποιείται, συνήθως, με επίδραση μίγματος υδροβρωμίου και θειικού οξέος σε αιθανόλη.

2. Η υποκατάσταση του OH από Br στη μεθανόλη μπορεί να γίνει και με βρωμιωτικά μέσα:
Με τριβρωμιούχο φωσφόρο (PBr3):


\mathrm{3CH_3CH_2OH + PBr_3 \xrightarrow{} 3CH_3CH_2Br + H_3PO_3}


* Συνήθως ο τριβρωμιούχος φωσφόρος παράγεται, συνήθως, in citu με επίδραση βρωμίου σε ερυθρό φωσφόρο, διαλυμένα στην αιθανόλη, με την οποία (αιθανόλη) αντιδρά ο παραγώμενος τριβρωμιούχος φωσφόρος.

### Με αποικοδόμηση τύπου Hunsdiecker

Με επίδραση βρωμίου σε προπανικό άργυρο παράγεται βρωμαιθάνιο, μέσω αντίδρασης τύπου Χανστίεκερ (*Hunsdiecker reaction*):

\mathrm{CH_3CH_2COOAg + Br_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2Br + AgBr \downarrow + CO_2 \uparrow}


## Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

### Αντιδράσεις υποκατάστασης

* Οι αντιδράσεις είναι πιο γρήγορες σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αλκυλαλογονίδια των άλλων αλογόνων, πλην του ιωδίου.

#### Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Κατά την υδρόλυσή του με εναιώρημα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) σχηματίζεται αιθανόλη (CH3CH2OH):

\mathrm{CH_3CH_2Br + AgOH \xrightarrow{} CH_3CH_2OH + AgBr \downarrow} 


#### Παραγωγή από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) σχηματίζει αιθυλαλκυλαιθέρα (CH3CH2OR):

\mathrm{CH_3CH_2Br + RONa \xrightarrow{} CH_3CH_2OR + NaBr} 


#### Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) σχηματίζει αλκίνιο-3 (RC≡CCH2CH3). Π.χ.:

\mathrm{CH_3CH_2Br + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CCH_2CH_3 + NaBr} 


#### Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) σχηματίζει καρβοξυλικό αιθυλεστέρα (RCOOCH2CH3):

\mathrm{CH_3CH_2Br + RCOONa \xrightarrow{} RCOOCH_2CH_3 + NaBr} 


#### Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) σχηματίζει προπανονιτρίλιο (CH3CH2CN):

\mathrm{CH_3CH_2Br + NaCN \xrightarrow{} CH_3CH_2CN + NaBr} 


#### Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) σχηματίζει αλκάνιο:

\mathrm{CH_3CH_2Br + RLi \xrightarrow{} RCH_2CH_3 + LiBr} 


#### Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) σχηματίζει αιθανοθειόλη (CH3CH2SH):

\mathrm{CH_3CH_2Br + NaSH \xrightarrow{} CH_3CH_2SH + NaBr} 


#### Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) σχηματίζει αιθυλαλκυλοθειαιθέρα (RSCH2CH3):

\mathrm{CH_3CH_2Br + RSNa \xrightarrow{} RSCH_2CH_3 + NaBr} 


#### Υποκατάσταση από ιώδιο

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) σχηματίζει ιωδαιθάνιο (CH3CH2I):

\mathrm{CH_3CH_2Br + NaI \xrightarrow{} CH_3CH_2I + NaBr} 


#### Υποκατάσταση από φθόριο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε αιθυλοβρωμίδιο (CH3CH2Cl) παράγεται φθοραιθάνιο:

\mathrm{2CH_3CH_2Br + Hg_2F_2 \xrightarrow{} 2CH_3CH_2F + Hg_2Br_2 \downarrow} 


#### Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH3) σχηματίζει αιθαναμίνη (CH3CH2NH2):

\mathrm{CH_3CH_2Br + NH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_2NH_2 + HBr} 


#### Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) σχηματίζει αλκυλαιθυλαμίνη (RNHCH2CH3):

\mathrm{CH_3CH_2Br + RNH_2 \xrightarrow{} RNHCH_2CH_3 + HBr} 


#### Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R'NHR) σχηματίζει διαλκυλαιθυλαμίνη [R'N(CH2CH3)R]:

\mathrm{CH_3CH_2Br + R\acute{}\;NHR \xrightarrow{} R\acute{}\;N(CH_2CH_3)R + HBr} 


#### Υποκατάσταση από τριαλκυλαμινομάδα

Με τριτοταγείς αμίνες [R'N(R)R"] σχηματίζει βρωμιούχο τριαλκυλαιθυλαμμώνιο {[R'N(CH2CH3)(R)R"]Br}:

\mathrm{CH_3CH_2Br + R\acute{}\;N(R)R\acute{}\;\acute{}\; \xrightarrow{} [R\acute{}\;N(CH_2CH_3)(R)R\acute{}\;\acute{}\;]Br} 


#### Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει αιθανοφωσφαμίνη:

\mathrm{CH_3CH_2Br + PH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_2PH_2 + HBr} 


#### Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) σχηματίζει νιτραιθάνιο (CH3CH2NO2):

\mathrm{CH_3CH_2Br + AgNO_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2NO_2 + AgBr \downarrow} 


#### Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται αιθυλοβενζόλιο:

\mathrm{PhH + CH_3CH_2Br \xrightarrow{AlCl_3} PhCH_2CH_3 + HBr}



### Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται αιθυλολίθιο:


\mathrm{CH_3CH_2Br + 2Li \xrightarrow[-10^oC] CH_3CH_2Br + LiBr}


2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard):


\mathrm{CH_3CH_2Br + Mg \xrightarrow CH_3CH_2MgBr}



### Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται αιθάνιο:


\mathrm{4CH_3CH_2Br + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4CH_3CH_3 + LiBr + AlCl_3}


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


\mathrm{CH_3CH_2Br + Zn + HCl \xrightarrow{} CH_3CH_3 + ZnBrCl}


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


\mathrm{CH_3CH_2Br + SiH_4 \xrightarrow{BF_3} CH_3CH_3 + SiH_3Br}


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

\mathrm{CH_3CH_2Br + RSnH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_3 + RSnH_2Br} 


### Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 1-βρωμοβουτάνιο (CH3CH2CH2CH2Br):


\mathrm{CH_3CH_2Br + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH_2Br}


2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 1-βρωμο-1-βουτένιο (CH3CH2CH=CHBr):


\mathrm{CH_3CH_2Br + HC \equiv CH \xrightarrow{} CH_3CH_2CH=CH_2Br}


3. Η αντίδραση του βρωμαιθανίου 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_3CH_2Br \xrightarrow{} RCH_2BrCH=CHCH_2CH_2CH_3} 
 (1,4-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + CH_3CH_2Br \xrightarrow{} RCH=CHCHBrCH_2CH_2CH_3} 
 (1,2-προσθήκη)


\mathrm{RCH=CHCH=CH_2 + CH_3CH_2Br \xrightarrow{} \frac{1}{2} RCHBrCH(CH_2CH_3)CH=H_2 + \frac{1}{2} RCH(CH_2CH_3)CHBrCH=CH_2} 
 (3,4-προσθήκη)

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

40px|κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ CH_3CH_2Br \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2Br} 

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

30 px  \mathrm{+ CH_3CH_2Br \xrightarrow{} BrCH_2CH_2OCH_2CH_3} 


### Αντίδραση απόσπασης

Με απόσπαση υδροβρωμίου (HBr) από αιθυλοβρωμίδιο παράγεται αιθένιο:

\mathrm{CH_3CH_2Br + NaOH \xrightarrow[\triangle]{ROH} CH_2=CH_2 + NaBr + H_2O }


### Παρεμβολή καρβενίων

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

\mathrm{CH_3CH_2Br + CH_3I + KOH \xrightarrow{} \frac{3}{5} CH_3CH_2CH_2Br + \frac{2}{5} CH_3CHBrCH_3 + KI + H_2O}


* Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε;
:1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H. Παράγεται 1-βρωμοπροπάνιο.
:2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς CH-H: 2. Παράγεται 2-βρωμοπροπάνιο.

Προκύπτει επομένως μείγμα 1-βρωμοπροπάνιου ~60% και 2-βρωμοπροπάνιου ~40%.

## Εφαρμογές

Στην οργανική σύνθεση, το βρωμαιθάνιο είναι το «συνθετικό ισοδύναμο» του αιθυλοκαρβωνιόντος (Et+) συνθόνιο (*Synthon*). Στην πραγματικότητα, ένα τέτοιο κατιόν δεν σχηματίζεται στ' αλήθεια. Για παράδειγμα, τα καρβοξυλικά άλατα μετατρέπονται σε αιθυλεστἐρες, τα καρβανιόντα σε αιθυλιωμένα παράγωγα, η θειουρία σε άλατα αιθυλοθιουρίας και οι αμίνες σε αιθυλαμίνες.

## Ασφάλεια

Οι αλ(υδρογον)άνθρακες είναι γενικά εν δυνάμει επικίνδυνα αλκυλιωτικά μέσα. Τα βρωμίδια, μάλιστα, είναι καλύτερα αλκυλιωτικά μέσα από τα χλωρίδια, και έτσι η έκθεση σε βρωμαιθάνιο θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί. Το βρωμαιθάνιο ταξινομήθηκε από την Πολιτεία της Καλιφόρνιας ως καρκινογόνο και ως αναπαραγωγική τοξίνη.

## 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 βρωμίου
Κατηγορία:Αλαιθάνια