Πεντανάλη
Πεντανάλη | |||
---|---|---|---|
Γενικά | |||
Όνομα IUPAC | Πεντανάλη | ||
Άλλες ονομασίες | Βαλεραλδεΰδη | ||
Χημικά αναγνωριστικά | |||
Χημικός τύπος | C5H10O | ||
Μοριακή μάζα | 86,13 amu | ||
Σύντομος συντακτικός τύπος |
CH3CH2CH2CH2CH2CHO | ||
Συντομογραφίες | BuCHO | ||
Αριθμός CAS | 10-62-3 | ||
SMILES | O=CCCCC | ||
InChI | 1S/C5H10O/c1-2-3-4-5-6/h5H,2-4H2,1H3 | ||
Αριθμός UN | B975S3014W | ||
PubChem CID | 8063 | ||
ChemSpider ID | 7772 | ||
Δομή | |||
Ισομέρεια | |||
Φυσικές ιδιότητες | |||
Σημείο τήξης | −60 °C | ||
Σημείο βρασμού | 102-103 °C | ||
Πυκνότητα | 809,5 kg/m³ | ||
Δείκτης διάθλασης , nD |
1,3944 | ||
Τάση ατμών | 26 mmHg (20 °C) | ||
Εμφάνιση | Άχρωμο υγρό | ||
Χημικές ιδιότητες | |||
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης |
12 °C | ||
Επικινδυνότητα | |||
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). |
Η πεντανάλη ή βαλεραλδεΰδη (αγγλικά: pentanal) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, Οξυγόνο και Υδρογόνο, με μοριακό τύπο C5H10O, αν και συχνά γράφεται πιο αναλυτικά ως CH3CH2CH2CH2CHO ή και (συντομογραφικά) BuCHO. Είναι μια από τις αλδεΰδες. Χρησιμοποιήθηκε στην αρωματοποιία, στη χημεία ρητινών και από τη βιομηχανία ελαστικών.
Παραγωγή
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Υδροφορμυλίωση
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Η πεντανάλη μπορεί να παραχθεί με υδροφορμυλίωση 1-βουτένιου[1]:
- Χρειάζεται σχετικά ογκώδης καταλύτης, για να ευνοηθεί ο σχηματισμός πεντανάλης και όχι της ισομερούς της 2-μεθυλοβουτανάλης.
Με επίδραση βουτυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση βουτυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα[2]:
Με μερική οξείδωση 1-πεντανόλης
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με μερική οξείδωση 1-πεντανόλης, με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το τριοξείδιο του χρωμίου[3]:
Με έμμεση μερική αναγωγή πεντανικού οξέος
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]1. Αρχικά το βουτανικό οξύ μετατρέπεται σε πεντανοϋλοχλωρίδιο[4]:
2. Το πεντανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς πεντανάλη:
Με οζονόλυση 5-δεκένιου
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με οζονόλυση 5-δεκενίου παράγεται τελικά πεντανάλη[5]:
Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 5,6-δεκανοδιόλη
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση υπεριωδικού οξέος σε 4,5-οκτανοδιόλη παράγεται βουτανάλη[6]:
Χημικές ιδιότητες και παράγωγα
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Όταν η πεντανάλη εκτίθεται στον ατμοσφαιρικό αέρα οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο σε πεντανικό οξύ.
Ταυτομέρεια με 1-πεντεν-1-όλη
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Η πεντανάλη βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία με την ταυτομερή της 1-πεντεν-1-όλη. Μπορεί να καταλυθεί προς την επιθυμητή κατεύθυνση με παρουσία οξέων ή βάσεων[7]:
Αναγωγή προς 1-πεντανόλη
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Μπορεί να αναχθεί προς 1-πεντανόλη με τις ακόλουθες μεθόδους[8]
1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):
2. Με καταλυτική υδρογόνωση:
Αναγωγή προς πεντάνιο
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Μπορεί να αναχθεί προς πεντάνιο με την μεθόδο Wolff-Kishner[9]
Οξείδωση προς πεντανικό οξύ
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Μπορεί να οξειδωθεί προς πεντανικό οξύ[10];
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 2-οξοπεντανάλη
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Μπορεί να οξειδωθεί προς 2-οξοπεντανάλη με χρήση διοξειδίου του σεληνίου[11]
Προσθήκη ύδατος
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με προσθήκη ύδατος σε προπανάλη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 1,1-πεντανοδιόλη[12]:
Προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιόλης παράγεται 2-βουτυλο-1,3-διοξολάνιο[13]:
2-βουτυλο-1,3-διοξολάνιο
Προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με προσθήκη 1,2-αιθανοδιθειόλης παράγεται 2-βουτυλο-1,3-διθειολάνιο[13]:
2-βουτυλο-1,3-διθειολάνιο
- Το 2-βουτυλο-1,3-διθειολάνιο μπορεί να υποστεί αποθείωση Raney με νικέλιο και υδρογόνο, σχηματίζοντας πεντάνιο και αιθάνιο:
2-βουτυλο-1,3-διθειολάνιο
Αντιδράσεις με αζωτούχες ενώσεις
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]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[14]:
- Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:
1. Με αμμωνία παράγεται 1-πεντανιμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:
2. Με πρωτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται Ν-αλκυλο-1-πεντανιμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = R:
3. Με υδροξυλαμίνη παράγεται 1-πεντανοξίμη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:
4. Με υδραζίνη παράγεται αρχικά 1-πεντανυδραζόνη και με περίσσεια πεντανάλης διπεντυλιδεναζίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH2:
5. Με φαινυλυδραζίνη παράγεαι 1-πεντυλιδενο-2-φαινυλυδραζόνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHPh::
6. Με υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται (2-πεντυλιδενυδραζινο)μεθαναμίδιο. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NCONH2:
Συμπύκνωση με δευτεροταγείς αμίνες
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (RNHR') παράγεται αρχικά 1-(διαλκυλαμινο)-1-πεντανόλη, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει Ν,Ν-διαλκυλο-1-πεντεν-1-αμίνη[15]:
Αλδολική συμπύκνωση
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση βάσης έχουμε τη λεγόμενη αλδολική συμπύκνωση, η οποία όταν γίνεται με τον εαυατό της, παράγεται αρχικά 2-βουτυλο-3-υδροξυεπτανάλη, η οποία στη συνέχεια με αφυδάτωση μπορεί να δώσει 2-βουτυλο-2-επτενάλη[16]:
Συμπύκνωση με α-αλεστέρες
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση α-αλεστέρων (R'CHXCOOR) έχουμε την αντίδραση Darzen, κατά την οποία τελικά παράγεται 2-πεντυλο-1-καρβαλκοξυοξιράνιο. Π.χ. με αλαιθανικό αλκυλεστέρα (XCH2COOR) έχουμε[17]:
2-πεντυλο-1-καρβαλκοξυοξιράνιο
Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδες
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]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[18]:
Επίδραση φωσφοροϋλιδίων
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 1,1-διαλκυλεξένιο-1[19]:
Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=Ο που περιέχει η πεντανάλη. Π.χ.:[20]:
1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά 2-υδροξυεξανονιτρίλιο, από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2-υδροξυεξανικό οξύ:
2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 1-υδροξυ-1-πεντανοσουλφονικό οξύ:
3. Με προσθήκη αλκυλομαγνησιοαλογονιδίου (RMgX) παράγεται 1-αλκυλο-1-πεντανόλη:
4. Με προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 1,1-διχλωροπεντάνιο:
Αλογόνωση
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση αλογόνου (X2) έχουμε προσθήκη του στην ταυτομερή 1-πεντεν-1-όλη. Παράγεται αρχικά η ασταθής 1,2-διαλο-1-πεντανόλη που αφυδραλογονώνεται σχηματίζοντας τελικά 2-αλοπεντανάλη[21]:
Επίδραση υδραζωτικού οξέος
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση υδραζωτικού οξέος (αντίδραση Achmidt) παράγεται πεντανονιτρίλιο και βουτυλαμινομεθανάλη[22]:
Προσθήκη αλκοολών
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-1-πεντανόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 1,1-διαλκοξυπεντάνιο[23]:
Αντίδραση Stracker
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε πεντανάλη παράγεται αρχικά 2-αμινεξανονιτρίλιο και στη συνέχεια, με υδρόλυση, 2-αμινεξανικό οξύ (ένα μη πρωτεϊνικό αμινοξύ)[24]:
Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένια
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Με επίδραση πεντανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-βουτυλοξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[25] [26]:
2-βουτυλοξετάνιο
Επίδραση καρβενίων
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται εξανάλη, 2-μεθυλοπεντανάλη, 3-μεθυλοπεντανάλη, 4-μεθυλοπεντανάλη, 2-εξανόνη και βουτυλοξιράνιο[27]:
βουτυλοξιράνιο
Αναφορές και σημειώσεις
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- ↑ Kniel, Ludwig (1980). Ethylene, keystone to the petrochemical industry. New York: M. Dekker. ISBN 0-8247-6914-7. Unknown parameter
|coauthors=
ignored (|author=
suggested) (βοήθεια) - ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.1.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.3.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.1.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.3α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.4.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
- ↑ 13,0 13,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5β.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218-219, §9.5.6.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.7.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.8. και SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 268, §15.3.8
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.10.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.13.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
- ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.2.
- ↑ E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341.
- ↑ G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). «Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light». Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi: .
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
Πηγές
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- 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.