Μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας

Μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας
Γενικά
Όνομα IUPAC	Μεθοξυφθορομεθάνιο
Άλλες ονομασίες	Μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C2H5OF
Μοριακή μάζα	64,059 amuΔιαδικτυακός τόπος PubChem
Σύντομος; συντακτικός τύπος	CH3OCH2F
Συντομογραφίες	FMM
Αριθμός CAS	460-22-0
SMILES	COCF
InChI	1S/C2H5FO/c1-4-2-3/h2H2,1H3
PubChem CID	14270170
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	2; 1-φθοραιθανόλη; 2-φθοραιθανόλη
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
	Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Ο μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας ή μεθοξυφθορομεθάνιο ή FMM (FluoroMethoxyMethane) είναι ένας αλαλκυλαλκυλαιθέρας, δηλαδή ένας μονοαλογονούχος άκυκλος κορεσμένος μονοαιθέρας. Ο σύντομος συντακτικός τύπος του είναι: CH₃OCH₂F. Με βάση το χημικό τύπο του, C₂H₅OF, έχει τα ακόλουθα δύο (2) ισομερή θέσης:

1-φθοραιθανόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH(F)OH, ασταθής αλαλκανόλη που αυτοϋδροφθοριώνεται παράγοντας αιθανάλη.
2-φθοραιθανόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο FCH₂CH₂OH.

Μοριακή δομή

Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
Δεσμοί^[1]
C-H	σ	2sp³-1s	109 pm	3% C^- H⁺
C-C	σ	2sp³-2sp³	154 pm
C-O	σ	2sp³-2sp³	150 pm	19% C⁺ O^-
C-F	σ	2sp³-2sp³	139 pm	43% C⁺ F^-
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
F	-0,43
O	-0,38
Η (C-H)	+0,03
C_#1'	+0,10
C_#1	+0,56

Παραγωγή

Από μεθυλο(χλωρομεθυλ)αιθέρα

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg₂F₂) σε μεθυλο(χλωρομεθυλ)αιθέρα (CH₃OCH₂Cl)^[2]:

$\mathrm {2CH_{3}OCH_{2}Cl+Hg_{2}F_{2}{\xrightarrow {}}2CH_{3}OCH_{2}F+Hg_{2}Cl_{2}\downarrow }$

Φθορομεθυλίωση μεθανολικού άλατος

Εναλλακτικά μπορεί να παραχθεί με φθορομεθυλίωση μεθανολικού άλατος (π.χ. CH₃ONa) με φθορομεθυλαλογονίδιο, συνήθως ιωδοφθορομεθάνιο^[3]:

$\mathrm {CH_{3}OH+Na{\xrightarrow {-{\frac {1}{2}}H_{2}}}CH_{3}ONa{\xrightarrow {+CH_{2}FI}}CH_{3}OCH_{2}F+NaI}$

Με φωτοχημική φθορίωση διμεθυλαιθέρα

Με φωτοχημική φθορίωση διμεθυλαιθέρα^[4]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{3}+F_{2}{\xrightarrow[{\triangle }]{UV}}CH_{3}OCH_{2}F+HF}$

Ακολουθεί το συνηθισμένο μηχανισμό φωτοχημικής αλογόνωσης αλκανίων. Παράγονται και πολυφθοροπαράγωγα. Η συγκέντρωση των τελευταίων περιορίζεται με χρήση περίσσειας διμεθυλαιθέρα.

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Ο μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας συμπεριφέρεται χημικά ως συνδυασμός αιθέρα και αλκυλαλογονίδιου.

Αντιδράσεις ως αιθέρας

Αυτοξείδωση

Υπό την επίδραση φωτός (hv) και ατμοσφαιρικού οξυγόνου σχηματίζει ασταθή και εκρηκτικά υπεροξείδια^[5]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+O_{2}{\xrightarrow {hv}}FCH_{2}OCH_{2}O_{2}H}$

Επίδραση οξέων

Με τη επίδραση οξέων, κλασσικών ή κατά Lewis, παράγει διάφορα οξώνια, δηλαδή ασταθή και πολύ δραστικά παράγωγα του τετρασθενή O⁺^[6]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+H^{+}{\xrightarrow {}}[(FCH_{2})(CH_{3})OH]^{+}}$
$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+BF_{3}{\xrightarrow {}}[FCH_{2}OCH_{3}][BF_{3}]{\xrightarrow {+RF}}[(FCH_{2})(CH_{3})OR][BF_{4}]}$

Θειικό διμεθύλιο

Μια από τις κύριες εφαρμογές του μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρα και της δράσης του ως βάσης κατά Lewis είναι η παραγωγή θειικού μεθυλο(φθορομεθυλ)ίου [CH₃SO₄CH₂F]^[7]^[8]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+SO_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}SO_{4}CH_{2}F}$

Αιθανικό οξύ

Μια από τις κύριες εφαρμογές του μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρα και της δράσης του ως βάσης κατά Lewis είναι η παραγωγή μίγματος αιθανικού οξέος και φθοραιθανικού οξέος^[7]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+2CO+H_{2}O{\xrightarrow {}}CH_{3}COOH+FCH_{2}COOH}$

Υδρόλυση

1. Με επίδραση νερού, σε όξινο περιβάλλον, υδρολύεται προς μεθανόλη και μεθανάλη ^[9]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+H_{2}O{\xrightarrow {H^{+}}}CH_{3}OH+HCHO+HF}$

2. Με επίδραση ψυχρού υδροϊωδίου (HI) παράγεται μίγμα μεθανόλης,ιωδοφθορομεθανίου, μεθάλης και ιωδομεθανίου:

$\mathrm {2CH_{3}OCH_{2}F+2HI{\xrightarrow {}}CH_{2}FI+CH_{3}OH+HCHO+CH_{3}I+HF}$

3. Με επίδραση θερμού υδροϊωδίου (HI) παράγεται μεθυλοϊωδίδιο, διιωδομεθάνιο και νερό:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{3}+3HI{\xrightarrow {\triangle }}CH_{3}I+CH_{2}I_{2}+HF+H_{2}O}$

Αντιδράσεις του φθορίου

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) προς μεθοξυμεθανόλη (CH₃OCH₂OH)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+NaOH{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}OH+NaF}$

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αλκοξυμεθοξυμεθάνιο (CH₃OCH₂OR)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+RONa{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}OR+NaF}$

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς 1-αλκοξυαλκίνιο-1 (RC≡CCH₂OCH₃). Π.χ.^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+RC\equiv CNa{\xrightarrow {}}RC\equiv CCH_{2}OCH_{3}+NaF}$

Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβονικό μεθοξυμεθυλεστέρα (RCOOCH₂ΟCH₃)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+RCOONa{\xrightarrow {}}RCOOCH_{2}OCH_{3}+NaF}$

Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς μεθοξυαιθανονιτρίλιο (CH₃OCH₂CN)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+NaCN{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}CN+NaF}$

Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς μεθοξυαλκάνιο^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+RLi{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}R+LiF}$

Υποκατάσταση από σουλφυδρύλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς μεθοξυμεθανοθειόλη (CH₃ΟCH₂SH)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+NaSH{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}SH+NaF}$

Υποκατάσταση από αλκυλοσουλφύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αλκυλοθειομεθοξυμεθάνιο (CH₃OCH₂SR)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+RSNa{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}SR+NaF}$

Υποκατάσταση από ιώδιο

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) προς (ιωδομεθυλο)μεθυλαιθέρα (CH₃ΟCH₂I)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+NaI{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}I+NaF}$

Υποκατάσταση από αμινομάδα

1. Με αμμωνία (NH₃) προς μεθοξυμεθαναμίνη (CH₃OCH₂NH₂)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+NH_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}NH_{2}+HF}$

2. Με πρωτοταγή αμίνη (RNH₂) προς N-αλκυλομεθοξυμεθαναμίνη (CH₃OCH₂NHR)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+RNH_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}NHR+HF}$

3. Με δευτεροταγή αμίνη (RNHR) προς N,N-διαλκυλομεθοξυμεθαναμίνη (CH₃OCH₂NR₂)^[10]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+RNHR{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}NR_{2}+HF}$

όπου R εδώ όχι απαραίτητα ίδια.

Υποκατάσταση από νιτρομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO₂) προς μεθοξυνιτρομεθάνιο (CH₃ΟCH₂NO₂)^[11]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+AgNO_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{2}NO_{2}+AgF}$

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται μεθοξυμεθυλολίθιο:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+2Li{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}OCH_{2}Li+LiF}$

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)^[12]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}OCH_{2}MgF}$

Υποκατάσταση από φαινύλιο

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζολίου παράγεται μεθοξυφαινυλομεθάνιο:

$\mathrm {PhH+CH_{3}OCH_{2}F{\xrightarrow {AlF_{3}}}CH_{3}OCH_{2}Ph+HF}$

Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH₄)^[13]:

$\mathrm {4CH_{3}OCH_{2}F+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}4CH_{3}OCH_{3}+LiF+AlF_{3}}$

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ^[14]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+Zn+HCl{\xrightarrow {}}CH_{3}OCH_{3}+ZnClF}$

Επίδραση καρβενίων

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγεται αιθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας και 1-μεθοξυ-1-φθορομεθάνιο^[15]:

$\mathrm {CH_{3}OCH_{2}F+CH_{3}Cl+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {3}{5}}CH_{3}CH_{2}OCH_{2}F+{\frac {2}{5}}CH_{3}OCHFCH_{3}+KCl+H_{2}O}$

Αναφορές και σημειώσεις

↑ Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of the Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.198, §8.3.1.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.2, R = CH₃OCH₂, X = F.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.200, §8.5.1.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.200, §8.5.2.
↑ ^7,0 ^7,1 Manfred Müller, Ute Hübsch, “Dimethyl Ether” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.
↑ demeon.com, Akzo Nobel DME
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.201, §8.5.3.
↑ ^10,00 ^10,01 ^10,02 ^10,03 ^10,04 ^10,05 ^10,06 ^10,07 ^10,08 ^10,09 ^10,10 ^10,11 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH₃ΟCH₂, X = F.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH₃OCH₂, X = F.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α, R = CH₃OCH₂, X = F.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β, R = CH₃OCH₂, X = F.
↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3, R = CH₃OCHF και R = CH₂OCH₂F.

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.

[1] Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of the Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.

[2] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.

[3] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.198, §8.3.1.

[4] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.2, R = CH₃OCH₂, X = F.

[5] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.200, §8.5.1.

[6] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.200, §8.5.2.

[Ullmann-7] 7,0 ^7,1 Manfred Müller, Ute Hübsch, “Dimethyl Ether” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.

[8] .com, Akzo Nobel DME

[9] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.201, §8.5.3.

[Pet186-10] 10,00 ^10,01 ^10,02 ^10,03 ^10,04 ^10,05 ^10,06 ^10,07 ^10,08 ^10,09 ^10,10 ^10,11 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.

[11] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = CH₃ΟCH₂, X = F.

[12] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH₃OCH₂, X = F.

[13] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α, R = CH₃OCH₂, X = F.

[14] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β, R = CH₃OCH₂, X = F.

[15] Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3, R = CH₃OCHF και R = CH₂OCH₂F.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

π σ ε Αιθέρες
Διαλκυλαιθέρες	Διμεθυλαιθέρας (Me₂O) · Αιθυλομεθυλαιθέρας (EtOMe) · Διαιθυλαιθέρας (Et₂O) · Μεθυλοπροπυλαιθέρας (PrOMe) · Ισοπροπυλομεθυλαιθέρας (iPrOMe) · Αιθυλοπροπυλαιθέρας (PrOEt) · Αιθυλισοπροπυλαιθέρας (iPrOEt)
Αλκυλοκυκλοαλκυλαιθέρες	Κυκλοπροπυλομεθυλαιθέρας (C₃H₅OMe) · (C₃H₅OEt)
Αρωματικοί αιθέρες	Ανισόλη (PhOMe) · Αλλυλοφαινυλαιθέρας (PhOCH₂CH=CH₂)
Ετεροκυκλικοί αιθέρες	Οξιράνιο (C₂H₄O) · Μεθυλοξιράνιο [CH₃(C₂H₃O)] · Οξιρένιο (C₂H₂O) · Οξετάνιο (C₃H₃) · Τετραϋδροφουράνιο (C₄H₈) · 2,3-διυδροφουράνιο (C₄H₆O) · Φουράνιο (C₄H₄O) · Τετραϋδροπυράνιο (C₅H₁₀O) · Οξεπάνιο · Οξεπίνιο · Οξανορβορναδιένιο · Φαινυλοξιράνιο · Οξονίνιο · 1,3-βενζοδιοξόλιο · Χρωμάνιο · 3-βενζοξεπίνιο
Αλαιθέρες	Μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας (FCH₂OMe)
Οι αρωματικοί αιθέρες που περιέχουν ένα τουλάχιστον αρωμστικό σύστημα βενζολίου ή παραγώγων του αποκαλούνται αρυλαιθέρες.