Βρωμοκυκλοπροπάνιο
Το κυκλοπροπυλοβρωμίδιο ή βρωμοκυκλοπροπάνιο έχει χημικό τύπο είναι C3H5Br και σύντομο συντακτικό . Ανήκει στα κυκλοαλκυλοαλογονίδια, δηλαδή στα μονοϊσοκυκλικά κορεσμένα οργανομονοαλογονίδια.
Έχει τα ακόλουθα τρία (3) 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 δατυλίου.
Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι τα κυκλοπροπάνια να δείνουν αντιδράσεις προσθηκοδιάσπασης-1,3.
Το [[μόριο]] του κυκλοπροπυλοβρωμίδιου διαφέρει από του [[κυκλοπροπάνιο]]υ στο ότι έχει ένα άτομο [[βρωμιο|βρωμίου]] αντί ενός [[άτομο|ατόμου]] [[υδρογόνο]]υ.
== Παραγωγή == === Ενδομοριακή αντίδραση Würz === Με τη χρήση ενδομοριακής [[αντίδρασης Würtz]], από [[2-βρωμο-1,3-διιωδοοπροπάνιο]] <div style='text-align: center;'> <math>\\mathrm{ICH_2CHBrCH_2I + 2Na \\xrightarrow{} 2NaI +}
\\mathrm{2ICH_2CHBrCH_2I + 2Na \\xrightarrow{} 2NaI + ICH_2CHBrCH_2CH_2CHBrCH_2I +}
\\mathrm{ICH_2CHBrCH_2I + Zn \\xrightarrow{} ZnI_2 +}
Με προσθήκη μεθυλενίου ([:CH2]) σε βινυλοβρωμίδιο (CH2=CHBr), μέσω του ζεύγους μεθυλενοδιιωδίδιου (CH2I2) - ψευδαργύρου (Zn) : \\mathrm{CH_2=CHBr + CH_2I_2 + Zn \\xrightarrow{Cu} ZnI_2 +}
Με φωτοχημική βρωμίωση υποκατάστασης υδρογόνου, στο κυκλοπροπάνιο που έχει 6 ισότμα άτομα υδρογόνου για φωτοχημική αντικατάσταση από βρώμιο, προκύπτει μόνο κυκλοπροπυλοβρωμίδιο : \\mathrm{+ Br_2 \\xrightarrow[\\triangle]{UV} HBr +}
1. Με επίδραση υδροβρωμίου (HBr) σε κυκλοπροπανόλη : \\mathrm{+ HBr \\xrightarrow{ZnBr_2} H_2O +}
2. Η υποκατάσταση του υδροξυλίου (OH) βρώμιο (Br) στην κυκλοπροπανόλη μπορεί να γίνει και με τριβρωμιούχο φωσφόρο (PBr3) : \\mathrm{3} \\mathrm{+ PBr_3 \\xrightarrow{} H_3PO_3 + 3}
Με υδροβρωμίωση κυκλοπροπενίου παράγεται κυκλοπροπυλοβρωμίδιο : \\mathrm{+ HBr \\xrightarrow{} }
Χημικές ιδιότητες
Με επίδραση αλογόνου είναι δυνατό να γίνει 1,3-προσθηκοδιάσπαση, οπότε παράγεται κυρίως 1-βρωμο-1,3-διαλοπροπάνιο \\mathrm{+ X_2 \\xrightarrow{CCl_4} XCH_2CH_2CHXBr}
Με καταλυτική υδρογόνωση - Παράγεται κυρίως προπυλοβρωμίδιο: \\mathrm{+ H_2 \\xrightarrow{Pt} CH_3CH_2CH_2Br}
Με υδραλογόνο (ΗΧ) - Παράγεται κυρίως 1-αλο-1-βρωμοπροπάνιο: \\mathrm{+ HX \\xrightarrow{} CH_3CH_2CHXBr}
Με υπαλογονώδες οξύ (HOX) - Παράγεται τελικά κυρίως 3-αλοπροπανάλη, μέσω 3-αλο-1-βρωμοπροπανόλης-1 και 3-αλοπροπεν-1-όλης-1.
\\mathrm{+ HOX \\xrightarrow{} XCH_2CH_2CH(Br)OH \\xrightarrow{-HBr} XCH_2CH=CHOH \\xrightarrow{} XCH_2CH_2CHO }
Με επίδραση θειικού οξέως σε κυκλοπροπυλοβρωμίδιο παράγεται τελικά κυρίως προπανάλη: \\mathrm{+ H_2SO_4 \\xrightarrow{} CH_3CH_2CH(Br)OSO_3H \\xrightarrow[-H_2SO_4]{+H_2O} CH_3CH_2CH(Br)OH \\xrightarrow{-HBr} CH_3CH=CHOH \\xrightarrow{} CH_3CH_2CHO}
Με επίδραση υπεροξείδιο του υδρογόνου σε κυκλοπροπυλοβρωμίδιο, παρουσία καρβονικών οξέων παράγεται τελικά κυρίως 3-υδροξυπροπανάλη: \\mathrm{ + H_2O_2 \\xrightarrow{RCOOH} HOCH_2CH_2CH(Br)OH \\xrightarrow{-HBr} HOCH_2CH=CHOH \\xrightarrow{} HOCH_2CH_2CHO}
Υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του αργύρου (AgOH) προς κυκλοπροπανόλη : \\mathrm{+ AgOH \\xrightarrow{} AgBr \\downarrow + }
Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκυλμεθυλαιθέρα (CH3OR) : \\mathrm{+ RONa \\xrightarrow{} NaBr +}
Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς κυκλοαλκίνιο.
Π.χ. : \\mathrm{+ RC \\equiv CNa \\xrightarrow{} NaBr + }
Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς κυκλοπροπυλομεθανονιτρίλιο (CH3CN) : \\mathrm{+ NaCN \\xrightarrow{} NaBr +}
Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) προς κυκλοπροπυλοϊωδίδιο : \\mathrm{ + NaI \\xrightarrow{} NaBr + }
Σημειώσεις και αναφορές
Πηγές
