Μεθυλοπροπανάλη


Η μεθυλοπροπανάλη ή ισοβουτυραλδεΰδη (αγγλικά: merhylpropanal) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, Οξυγόνο και Υδρογόνο, με μοριακό τύπο C4H8O, αν και συχνά γράφεται πιο αναλυτικά ως (CH3)2CHCHO ή και (συντομογραφικά) iPrCHO. Είναι μια από τις αλδεΰδες. Πιο συγκεκριμένα, η μεθυλοπροπανάλη είναι μια αλδεΰδη, ισομερής της βουτανάλης[1]. Η μεθυλοπροπανάλη συμπαράγεται συχνά ως παραπροϊόν της υδροφορμυλίωσης προπένιου. Η οσμή της περιγράφηκε ως παρόμοια με αυτήν βρεγμένων δημητριακών ή άμυλου. Δείνει την αντίδραση Κανιτζάρο (Cannizaro reaction), παρόλο που έχει α-άτομο υδρογόνου.

Μεθυλοπροπανάλη
Γενικά
Όνομα IUPACΜεθυλοπροπανάλη
Άλλες ονομασίεςΙσοβουτυραλδεΰδη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύποςC4H8O
Μοριακή μάζα72,11 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
(CH3)2CHCHO
ΣυντομογραφίεςiPrCHO
Αριθμός CAS78-84-2
SMILESCC(C)C=O
InChI1S/C4H8O/c1-4(2)3-5/h3-4H,1-2H3
Αριθμός RTECSNQ4025000
Αριθμός UNC42E28168L
PubChem CID6561
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης25
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης−65°C
Σημείο βρασμού63°C
Πυκνότητα790 kg/m³
Δείκτης διάθλασης ,
nD
1,374
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
−19°C
Επικινδυνότητα
Εύφλεκτη
Φράσεις κινδύνου11
Φράσεις ασφαλείας16
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Ισομέρεια

Με βάση το μοριακό της τύπο, C4H8O, έχει τα ακόλουθα εικοσιπέντε (25) ισομερή θέσης:

  1. 1-βουτεν-1-όλη (ελάσσων ταυτομερές της βουτανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH=CHOH.
  2. 2-βουτεν-1-όλη ή 3-μεθυλαλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=CHCH2OH.
  3. 3-βουτεν-1-όλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHCH2CH2OH.
  4. 2-βουτεν-1-όλη (ελάσσων ταυτομερές της βουτανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2C(OH)=CH2.
  5. 2-βουτεν-2-όλη (ελάσσων ταυτομερές της βουτανόνης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=C(OH)CH3.
  6. 3-βουτεν-2-όλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHCH(OH)CH3.
  7. Μεθυλο-1-προπενόλη (ελάσσων ταυτομερές της μεθυλοπροπανάλης) με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2C=CHOH.
  8. Μεθυλο-2-προπενόλη ή 2-μεθυλαλλυλική αλκοόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(CH3)CH2OH.
  9. Αιθυλοβινυλαιθέρας ή αιθοξυαιθένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2OCH=CH2.
  10. Μεθυλο-1-προπενυλαιθέρας ή 1-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH=CHCH3.
  11. Μεθυλο-2-προπενυλαιθέρας ή 3-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH2CH=CH2.
  12. Μεθυλο(μεθυλοβινυλ)αιθέρας ή 2-μεθοξυπροπένιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OC(CH3)=CH2.
  13. Βουτανάλη, με ημισυντακτικό τύπο CH3CH2CH2CHO.
  14. Βουτανόνη (κύριο ταυτομερές) της 2-βουτεν-2-όλης και της 2-βουτεν-3-όλης) με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2COCH3.
  15. Κυκλοβουτανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο .
  16. 1-μεθυλοκυκλοπροπανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο .
  17. 2-μεθυλοκυκλοπροπανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο .
  18. Κυκλοπροπυλομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο .
  19. Κυκλοπροπυλομεθυλαιθέρας με σύντομο συντακτικό τύπο .
  20. Οξολάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο .
  21. 2-μεθυλοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο .
  22. 3-μεθυλοξετάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο .
  23. Αιθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο .
  24. 2,2-διμεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο .
  25. 2,3-διμεθυλοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο .

Παραγωγή

Βιομηχανική

Η συνηθισμένη βιομηχανική μέθοδος παραγωγής είναι με προσθήκη μεθανάλης (CO + H2) σε προπένιο. Η διεργασία ονομάζεται «υδροφορμυλίωση»[2]:

  • Τα παραπάνω μέταλλα που αναφέρονται στη θέση του καταλύτη χρησιμοποιούνται με τη μορφή συμπλόκων τους και όχι σε μεταλλική μορφή.
  • Χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί ένας σχετικά όχι ογκώδης καταλύτης, για να ευνοηθεί ο σχηματισμός μεθυλοπροπανάλης και όχι της ισομερούς της βουτανάλης.

Αρκετά εκατομμύρια τόννοι μεθυλοπροπανάλης παράγονται ετησίως παγκόσμια[3].Ισχυρά ορυκτά οξέα καταλύουν την ισομερείωση της μεθυλο-2-προπεν-1-όλης σε μεθυλοπροπανάλη.Μπορεί επίσης να παραχθεί μεθυλοπροπανάλη βιοχημικά, χρησιμοποιώντας γεννετικά τροποποιημένα βακτήρια[4].

Άλλες διαθέσιμες μέθοδοι

Με επίδραση ισοπροπυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα

Με επίδραση ισοπροπυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα[5]:

Με μερική οξείδωση μεθυλο-1-προπανόλης

Με μερική οξείδωση μεθυλο-1-προπανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[6]:

Με έμμεση μερική αναγωγή μεθυλοπροπανικού οξέος

1. Αρχικά το μεθυλοπροπανικό οξύ μετατρέπεται σε μεθυλοπροπανοϋλοχλωρίδιο[7]:

2. Το μεθυλοπροπανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς μεθυλοπροπανάλη:

Με οζονόλυση 2,5-διμεθυλο-3-εξένιου

Με οζονόλυση 2,5-διμεθυλο-4-εξενίου παράγεται τελικά μεθυλοπροπανάλη[8]:

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 2,5-διμεθυλο-3,4-εξανοδιόλη

Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 2,5-διμεθυλο-3,4-εξανοδιόλη παράγεται μεθυλοπροπανάλη[9]:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Οξειδοαναγωγή Canizzaro

Με επίδραση υδροξειδίου του καλίου γίνεται οξειδοαναγωγή Cannizzaro, παρόλο που η μεθυλοπροπανάλη περιέχει α-άτομο υδρογόνου,οπότε παράγεται μεθυλο-1-προπανόλη και μεθυλοπροπανικό κάλιο[10]:

Αναγωγή προς μεθυλο-1-προπανόλη

Μπορεί να αναχθεί προς μεθυλο-1-προπανόλη με τις ακόλουθες μεθόδους[11]

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):

2. Με καταλυτική υδρογόνωση:

Αναγωγή προς μεθυλοπροπάνιο

Μπορεί να αναχθεί προς μεθυλοπροπάνιο με την μεθόδο Wolff-Kishner[12]

Οξείδωση προς μεθυλοπροπανικό οξύ

Μπορεί να οξειδωθεί προς μεθυλοπροπανικό οξύ[13];

1. Με υπερμαγγανικό κάλιο:

2. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

3. Με οξυγόνο:

4. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

5. Με αντιδραστήρια Fehling:

  • Οι αντιδράσεις 4-5 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

Οξείδωση προς μεθυλο-2-υδροξυπροπανάλη

Μπορεί να οξειδωθεί προς μεθυλο-2-υδροξυπροπανάλη με χρήση διοξειδίου του σεληνίου[14]

Προσθήκη ύδατος

Με προσθήκη ύδατος σε προπανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής μεθυλοπροπανοδιόλη-1,1[15]:

Προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-ισοπροπυλο-1,3-διοξολάνιο[16]:

Προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης

Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-ισοπροπυλο-1,3-διθειολάνιο[16]:

Αντιδράσεις με αζωτούχες ενώσεις

Αντιδρά με αρκετά είδη αζωτούχων ενώσεων του γενικού τύπου NH2A, όπου το A μπορεί να είναι υδρογόνο, αλκύλιο, υδροξύλιο, αμινοξάδα και διάφορα άλλα. Με βάση το γενικό τύπο η γενική αντίδραση είναι η ακόλουθη[17]:

  • Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:

1. Με αμμωνία παράγεται 2-μεθυλο-1-προπανιμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:

2. Με πρωτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται Ν-αλκυλομεθυλο-1-προπανιμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = R:

3. Με υδροξυλαμίνη παράγεται μεθυλο-1-προπανοξίμη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:

4. Με υδραζίνη παράγεται αρχικά 2-μεθυλο-1-προπανυδραζόνη και με περίσσεια προπανάλης δι(μεθυλοπροπυλιδεν)αζίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH2:

5. Με φαινυλυδραζίνη παράγεαι 1-(μεθυλοπροπυλιδενο)-2-φαινυλυδραζόνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHPh::

6. Με υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται (2-(μεθυλοπροπυλιδεν)υδραζινο)μεθαναμίδιο. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NCONH2:

Συμπύκνωση με δευτεροταγείς αμίνες

Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (RNHR') παράγεται αρχικά 1-(διαλκυλαμινο)-2-μεθυλο-1-προπανόλη, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει Ν,Ν-διαλκυλο-2-μεθυλο-1-προπεν-1-αμίνη[18]:

Αλδολική συμπύκνωση

Με επίδραση βάσης έχουμε τη λεγόμενη αλδολική συμπύκνωση, η οποία όταν γίνεται με τον εαυτό της, παράγεται αρχικά 2,2,4-τριμεθυλο-3-υδροξυπεντανάλη, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει 2,2,4-τριμεθυλοπεντεν-3-άλη[19]:

Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), έχουμε την αντίδραση Knoevenagel[20]:

Επίδραση φωσφοροϋλιδίων

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 1,1-διαλκυλο-3-μεθυλο-1-βουτένιο[21]:

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=Ο που περιέχει η μεθυλοπροπανάλη. Π.χ.:[22]:

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 3-μεθυλο-2-υδροξυβουτανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 3-μεθυλο-2-υδροξυβουτανικό οξύ:

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται μεθυλο-1-υδροξυπροπανοσουλφονικό οξύ-1:

3. Με προσθήκη αλκυλομαγνησιοαλογονιδίου (RMgX) παράγεται 2-μεθυλο-1-αλκυλοπροπανόλη-1:

4. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται μεθυλο-1,1-διχλωροπροπάνιο:

Αλογόνωση

Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή μεθυλοπροπεν-1-όλης. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλομεθυλο-1-προπανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά 2-αλομεθυλοπροπανάλη[23]:

Επίδραση υδραζωτικού οξέος

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος (αντίδραση Achmidt) παράγεται μεθυλοπροπανονιτρίλιο και ισοπροπυλαμινομεθανάλη[24]:

Προσθήκη αλκοολών

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-2-μεθυλο-1-προπανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 1,1-διαλκοξυ-2-μεθυλοπροπάνιο[25]:

Αντίδραση Stracker

Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε μσθυλοπροπανάλη παράγεται αρχικά 2-αμινο-3-μεθυλοβουτανονιτρίλιο και στη συνέχεια, με υδρόλυση, βαλίνη (ένα πρωτεϊνικό αμινοξύ)[26]:

Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια

Με επίδραση βουτανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-ισοπροπυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[27][28]:

Επίδραση καρβενίων

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 2-μεθυλοβουτανάλη, διμεθυλοπροπανάλη, μεθυλοβουτανόνη και ισοπροπυλοξιράνιο[29]:


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
  • Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.

Αναφορές και σημειώσεις

🔥 Top keywords: Πύλη:ΚύριαΕυρωπαϊκό Πρωτάθλημα ποδοσφαίρουΕιδικό:ΑναζήτησηΜιχάλης ΔημητρακόπουλοςΕυρωπαϊκό Πρωτάθλημα Ποδοσφαίρου 2024Σερζ ΙμπάκαΘανάσης ΠαπακωνσταντίνουΣεβίτσεΛορένζο ΜπράουνΆμλετΑλέξης ΚούγιαςΠαναθηναϊκός (καλαθοσφαίριση ανδρών)ΣλοβακίαΝηλ ΆρμστρονγκΚιλιάν ΕμπαπέΠρωτάθλημα Ελλάδας καλαθοσφαίρισης ανδρώνΚώστας ΣλούκαςΕυρωπαϊκό Πρωτάθλημα Ποδοσφαίρου 2020Ιβάν ΓιοβάνοβιτςΝατάσα ΓιάμαληΔημήτρης ΣταρόβαςΕυρωπαϊκό Πρωτάθλημα Ποδοσφαίρου 2004Τζεφ ΜπέζοςΕυρωλίγκα ανδρώνΠαλαιών Πατρών Γερμανός Γ΄Ρόμελου ΛουκάκουΕλλάδαΕθνική Γαλλίας (ποδόσφαιρο ανδρών)Λένα ΜαντάΔημήτρης ΓιαννακόπουλοςΟλυμπιακός Σ.Φ.Π. (καλαθοσφαίριση ανδρών)Τα Μυαλά που Κουβαλάς 2Παγκόσμιο Κύπελλο ΠοδοσφαίρουΠαγκόσμιο Κύπελλο Ποδοσφαίρου 2026Πρωτάθλημα Ελλάδας χειροσφαίρισης ανδρώνΟλυμπιακός Σ.Φ.Π. (ποδόσφαιρο)Ν'Γκολό ΚαντέΕθνική Ελλάδας (ποδόσφαιρο ανδρών)Ορθογραφία της Γαλλικής γλώσσας