(1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανάλη
Η (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανάλη ή 1-μεθυλοκυκλοπροπανοκαρβοξαλδεΰδη ή 1-μεθυλοκυκλοπροπανοκαρβαλδεΰδη ή (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)καρβοξαλδεΰδη ή 1-μεθυλοφορμυλοκυκλοπροπάνιο είναι οργανική χημική ένωση που ανήκει στην ομόλογη σειρά των κυκλοαλκαναλών, δηλαδή των αλδεϋδών με ένα δακτύλιο και κανένα πολλαπλό δεσμό (εκτός του διπλού δεσμού το καρβονυλίου).
Ο σύντομος συντακτικός της τύπος είναι . Με βάση το χημικό της τύπο, C5H8O, έχει τα ακόλουθα 196 ισομερή θέσης:
Κυκλοπροπάνια
"Κυκλοπροπάνια" ονομάζονται τα κυκλοαλκάνια με τριμελή δακτύλιο, που αποτελεί και το χαρακτηριστικό της δομής τους.
Οι πλευρικές αλυσίδες, όταν υπάρχουν, διαμορφώνονται όπως στα αλκάνια.
Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της μοριακής δομής τους είναι η εμφάνιση γωνίας δεσμού \\mathrm{\\widehat{C-C-C} = 60^o < 109^o28'} </math> που είναι η συνηθισμένη γωνία δεσμού sp<sup>3</sup>-sp<sup>3</sup> που αντιστοιχεί σε κορεσμένο.
Ύστερα από ενεργειακή ανάλυση των πιθανών δομών - μοριακών μοντέλων με κβαντομηχανικές μεθόδους προέκυψε ως πιθανότερη η εκδοχή του sp<sup>2</sup> υβριδισμού και της δημιουργίας δύο μοριακών τροχιακών τριών κέντρων (των τριών ατόμων C), σ (2sp<sup>2</sup>-2sp<sup>2</sup>-2sp<sup>2</sup>) και π (2p-2p-2p), με 3 ηλεκτρόνια ανά μοριακό τροχιακό, ώστε να χρησιμοποιηθούν τα 6 διαθέσιμα ηλεκτρόνια των 3 ατόμων C (τα άλλα 6 χρησιμοποούνται για τους 6 σ δεσμούς με τα 6 άτομα υδρογόνου ή και τα αλκύλια).
Αντί δηλαδή των κλασσικών 3 ομοιοπολικών δεσμών δύο κέντρων μεταξύ των ατόμων C, υπάρχουν 2 ομοιοπολικοί δεσμοί τριών κέντρων.
<div style='text-align: center;'> [[Αρχείο:C3str.png|300
px]] </div> Εξαιτίας αυτού του γεγονότος προκύπτει η λεγόμενη ""'ενέργεια τάσης δεσμών"'" που συνυπολογίζει την ενέργεια παραμόρφωσης δεσμικής γωνίας (κατά Baeyer), που οφείλεται στη διαφορά γωνίας από την κανονική, και την ενέργεια στρέψης (κατά Piltzer), που οφείλεται στην αδυναμία του συστήματος να στρέψει τους δεσμούς του και να πάρει διαμόρρφωση αποφυγής των απώσεων τύπου Van der Waals, που αναπτύσσονται από την προσέγγιση αλληλοαπωθούμενων ατόμων και ομάδων αυτών.
Ενώ λοιπόν το [[ισομέρεια|ισομερές]] [[προπένιο]] έχει θερμότητα ολικής καύσης 1.971 kcal/mole το [[κυκλοπροπάνιο]] έχει 2.088 kcal/mole.
Το ΔQ = 117 kJ/mole αντιστοιχεί ακριβώς στην επιπλέον ενέργεια που παγιδεύει η ιδιάζουσα δομή του τριμελή δακτυλίου.
Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3.
Η (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανάλη διαφέρει από το [[κυκλοπροπάνιο]] στο ότι διαθέτει μια [[μεθανάλη|φορμυλομάδα]] (CHO) και ένα [[μεθάνιο|μεθύλιο]], αντί των δύο (2) [[άτομο|ατόμων]] [[υδρογόνο]]υ του ατόμου [[άνθρακας|άνθρακα]] #1.
Έτσι συνδυάζει και τις ιδιότητες των [[αλδεΰδες|αλδεϋδών]].
==Παραγωγή== === Με επίδραση (1-μεθυλοκυκλοπροπυλo)μαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα === Με επίδραση [[οργανομαγνησικακές ενώσεις|(1-μεθυλοκυκλοπροπυλo)μαγνησιοαλογονίδιου]] σε [[εστέρες|φορμικό εστέρα]] : <div style='text-align: center;'> [[Αρχείο:1-X-1-MeC3.png|50
px]] <math>\\mathrm{+ Mg \\xrightarrow{|Et_2O|}} \\mathrm{+ HCOOR \\xrightarrow{}}
Με μερική οξείδωση (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου : \\mathrm{+ \\frac{2}{3}CrO_3 \\xrightarrow{} \\frac{1}{3}Cr_2O_3 + H_2O +}
1. Αρχικά το (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανικό οξύ μετατρέπεται σε (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανοϋλοχλωρίδιο : \\mathrm{+ SOCl_2 \\xrightarrow{} SO_2 + HCl +}
2. Το (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανάλη: \\mathrm{+ H_2 \\xrightarrow{Pd} HCl +}
Με οζονόλυση 1,2-δι(1'-μεθυλοκυκλοπροπυλο)αιθένιου παράγεται τελικά (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανάλη : \\mathrm{+ \\frac{2}{3}O_3 \\xrightarrow{} 2}
Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 1,2-δι(1'-μεθυλοκυκλοπροπυλο)αιθανοδιόλη-1,2 παράγεται (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανάλη : \\mathrm{+ HIO_4 \\xrightarrow{} + HIO_3 + H_2O + 2}
Με επίδραση ψευδαργύρου σε 2,4-διαλο-2-μεθυλοβουτανάλη παράγεται (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανάλη, με ενδομοριακή αντίδραση Wurtz : \\mathrm{ XCH_2CH_2C(CH_3)XCHO + Zn \\xrightarrow{ } ZnX_2 +}
Χημικές ιδιότητες και παράγωγα
Μπορεί να αναχθεί προς (1-μεθυλοκυκλο)προπυλομεθανόλη με τις ακόλουθες μεθόδους
1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4): \\mathrm{+ \\frac{1}{4} LiAlH_4 \\xrightarrow{+2H_2O} \\frac{1}{4} LiAlO_2 +}
2. Με καταλυτική υδρογόνωση: \\mathrm{+ H_2 \\xrightarrow{Ni \\; \\acute{\\eta} \\; Pd}}
\\mathrm{+ 2H_2 \\xrightarrow{Pt} CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2OH}
Μπορεί να αναχθεί προς 1,1-διμεθυλοκυκλοπροπάνιο με την μεθόδο Wolff-Kishner \\mathrm{+ NH_2NH_2 \\xrightarrow{KOH} N_2 + H_2O +}
Μπορεί να οξειδωθεί προς (1-μεθυλοκυκλο)μεθανικό οξύ;
1. Με υπερμαγγανικό κάλιο: \\mathrm{+ \\frac{2}{3} KMnO_4 + \\frac{1}{3} H_2SO_4 \\xrightarrow{} + \\frac{2}{3} MnO_2 + \\frac{1}{3} K_2SO_4 + \\frac{1}{3} H_2O +}
2. Με τριοξείδιο του χρωμίου: \\mathrm{+ \\frac{2}{3} CrO_3 \\xrightarrow{} \\frac{1}{3} Cr_2O_3 +}
3. Με οξυγόνο: \\mathrm{+ \\frac{1}{2} O_2 \\xrightarrow{}}
4. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου): \\mathrm{+ Ag_2O \\xrightarrow{NH_4NO_3} 2Ag \\downarrow +}
5. Με αντιδραστήρια Fehling: \\mathrm{+ CuO \\xrightarrow{NH_4NO_3} Cu_2O \\downarrow +}
Με προσθήκη ύδατος σε (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής (1-μεθυλοκυκλοπροπυλο)μεθοδιόλη : \\mathrm{+ H_2O \\overrightarrow\\longleftarrow}
\\mathrm{+ H_2O \\xrightarrow{H_2SO_4} CH_3CH_2C(CH_3)(OH)CHO}
Με προσθήκη αιθανοδιόλης-1,2 παράγεται 2-(1'-μεθυλοκυκλοπροπυλο)-1,3-διοξολάνιο : \\mathrm{ + HOCH_2CH_2OH \\xrightarrow{H^+} H_2O + }
Με προσθήκη αιθανοδιθειόλης-1,2 παράγεται 2-(1'-μεθυλοκυκλοπροπυλο)-1,3-διθειολάνιο : \\mathrm{+ HSCH_2CH_2SH \\xrightarrow{H^+} H_2O + }
\\mathrm{+ 2H_2 \\xrightarrow[Ni]{\\triangle} CH_3CH_3 + 2H_2S +}
Αναφορές και σημειώσεις
Πηγές
