Φθοροκυκλοπροπάνιο
Το φθοροκυκλοπροπάνιο η κυκλοπροπυλοφθορίδιο έχει χημικό τύπο C3H5F και σύντομο συντακτικό . Ανήκει στα κυκλοαλκυλοαλογονίδια, δηλαδή στα μονοϊσοκυκλικά κορεσμένα οργανομονοαλογονίδια.
Έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:
Ονοματολογία
Η ονομασία "φθοροκυκλοπροπάνιο" προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC.
Συγκεκριμένα: Το αρχικό πρόθεμα "φθορ(ο)-" που δηλώνει την ύπαρξη ενός (1) ατόμου φθορίου, ως κύριας χαρακτηριστικής ομάδας αλλά χωρίς προβλεπόμενη κατάληξη.
Το επόμενο πρόθεμα "-κυκλο-" δηλώνει την ύπαρξη ενός (1) δακτυλίου στο μόριό του.
Το πρώτο πρόθεμα της ονομασίας της κύριας αλυσίδας "προπ-" δηλώνει την παρουσία τριών (3) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο "-αν-" δείχνει την απουσία διπλών ή τριπλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη "-ιο" φανερώνει ότι δεν περιέχει κύρια χαρακτηριστική ομάδα και προβλεπόμενη χαρακτηριστική κατάληξη.
Ο αριθμός θέσης του φθορίου (1-) παραλήπεται ως πλεονασμός, αφού λόγω έλλειψης άλλου σημαντικότερου χαρακτηριστικού, η κύρια ανθρακική αλυσίδα αριθμείται πάντα από το άτομο στο οποίο συνδέεται το φθόριο.
Κυκλοπροπάνια και φθοροκυκλοπροπάνιο
"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 δατυλίου.
Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3.
Το φθοροκυκλοπροπάνιο διαφέρει από το [[κυκλοπροπάνιο]] στο ότι έχει ένα άτομο φθορίου αντί ενός ατόμου υδρογόνου.
== Παραγωγή == === Ενδομοριακή αντίδραση Würz === Με τη χρήση ενδομοριακής [[αντίδρασης Würtz]], από [[1,3-διβρωμο-2-φθοροπροπάνιο]] <div style='text-align: center;'> <math>\\mathrm{BrCH_2CHFCH_2Br + 2Na \\xrightarrow{} 2NaBr +}
\\mathrm{2BrCH_2CHFCH_2Br + 2Na \\xrightarrow{} 2NaBr + BrCH_2CHFCH_2CH_2CHFCH_2Br}
\\mathrm{BrCH_2CHFCH_2Br + Zn \\xrightarrow{} ZnBr_2 +}
Με προσθήκη μεθυλενίου ([:CH2]) σε βινυλοφθορίδιο (CH2=CHF), μέσω του ζεύγους μεθυλενοδιιωδίδιου (CH2I2) - ψευδαργύρου (Zn) : \\mathrm{CH_2=CHF + CH_2I_2 + Zn \\xrightarrow{Cu} ZnI_2 +}
Με επίδραση υδροφθορίου (HF) σε κυκλοπροπανόλη : \\mathrm{+ HF \\xrightarrow{ZnF_2} H_2O +}
Με υδροφθορίωση κυκλοπροπενίου παράγεται κυκλοπροπυλοφθορίδιο : \\mathrm{+ HF \\xrightarrow{} }
Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε κυκλοπροπυλοχλωρίδιο παράγεται κυκλοπροπυλοφθορίδιο : \\mathrm{+\\frac{1}{2} Hg_2F_2 \\xrightarrow{} \\frac{1}{2} Hg_2Cl_2 \\downarrow +}
Χημικές ιδιότητες
Με επίδραση αλογόνου είναι δυνατό να γίνει 1,3-κυκλοπροσθήκη, οπότε παράγεται κυρίως 1,3-διαλο-1-φθοροπροπάνιο \\mathrm{+ X_2 \\xrightarrow{CCl_4} XCH_2CH_2CHXF}
Με καταλυτική υδρογόνωση - Παράγεται κυρίως προπυλοφθορίδιο: \\mathrm{+ H_2 \\xrightarrow{Pt} CH_3CH_2CH_2F}
Με υδραλογόνο (ΗΧ) - Παράγεται κυρίως 1-αλο-1-φθοροπροπάνιο: \\mathrm{+ HX \\xrightarrow{} CH_3CH_2CHXF}
Με υπαλογονώδες οξύ (HOX) - Παράγεται τελικά κυρίως 3-αλοπροπανάλη, μέσω 3-αλο-1-φθοροπροπανόλης-1 και 3-αλο-1-προπεν-1-όλης.
\\mathrm{+ HOX \\xrightarrow{} XCH_2CH_2CH(F)OH \\xrightarrow{-HF} XCH_2CH=CHOH \\xrightarrow{} XCH_2CH_2CHO }
Με επίδραση θειικού οξέως σε κυκλοπροπάνιo παράγεται τελικά κυρίως προπανάλη: \\mathrm{+ H_2SO_4 \\xrightarrow{} CH_3CH_2CH(F)OSO_3H \\xrightarrow[-H_2SO_4]{+H_2O} CH_3CH_2CH(F)OH \\xrightarrow{-HF} CH_3CH=CHOH \\xrightarrow{} CH_3CH_2CHO}
Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε κυκλοπροπάνιo, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται τελικά κυρίως 3-υδροξυπροπανάλη: \\mathrm{ + H_2O_2 \\xrightarrow{RCOOH} HOCH_2CH_2CH(F)OH \\xrightarrow{-HF} HOCH_3CH=CHOH \\xrightarrow{} HOCH_2CH_2CHO}
Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς κυκλοπροπανόλη : \\mathrm{+ AgOH \\xrightarrow{} AgF + }
Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλμεθυλαιθέρα (CH3OR) : \\mathrm{+ RONa \\xrightarrow{} NaF +}
Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς κυκλοαλκίνιο.
Π.χ. : \\mathrm{+ RC \\equiv CNa \\xrightarrow{} NaF + }
Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς κυκλοπροπυλομεθανονιτρίλιο (CH3CN) : \\mathrm{+ NaCN \\xrightarrow{} NaF +}
Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) προς κυκλοπροπυλοϊωδίδιο : \\mathrm{ + NaI \\xrightarrow{} NaF + }
Σημειώσεις και αναφορές
Πηγές
