Βουτενίνιο

Βουτενίνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Βουτενίνιο
Άλλες ονομασίες	Βινυλακετυλένιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C4H4
Μοριακή μάζα	52,07456 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH2=CHC≡CH
Συντομογραφίες	ViC≡CH
Αριθμός CAS	689-97-4
SMILES	C#CC=C
InChI	1S/C4H4/c1-3-4-2/h1,4H,2H2
PubChem CID	12720
ChemSpider ID	12197
Δομή
Μοριακή γεωμετρία	επίπεδη
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	5 Βουτατριένιο Κυκλοβουταδιένιο Μεθυλενοκυκολοπροπένιο Δικυκλοβουτένιο-1 Δικυκλοβουτένιο-Δ1,3
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο βρασμού	0-6 °C
Εμφάνιση	Άχρωμο αέριο
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	< -5 °C
Επικινδυνότητα
Εύφλεκτο (F)
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το βουτενίνιο ή βινυλακετυλένιο είναι το απολούστερο αλκενίνιο (δηλαδή άκυκλος υδρογονάνθρακας με ένα διπλό και έναν τριπλό δεσμό), με χημικό τύπο C₄H₄ και σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=CHC≡CH. Στις συνηθισμένες συνθήκες (T = 25 °C, P = 1 atm) είναι ένα άχρωμο αέριο που χρησιμοποιούνταν στη βιομηχανία πολυμερών. Ως αλκενίνιο, συνδυάζει τις συμπεριφορές των αλκενίων και των αλκινίων, εφόσον διαθέτει και τα δυο είδη δεσμών. Τα δυο (2) άτομα άνθρακα, του τριπλού δεσμού, που περιέχει βρίσκονται σε υβριδισμό sp και συνδέονται με τριπλό δεσμό, δηλαδή ένα (1) σ και δύο (2) π, ενώ τα (2) άτομα άνθρακα, του διπλού δεσμού, που περιέχει βρίσκονται σε υβριδισμό sp² και συνδέονται με διπλό δεσμό, δηλαδή ένα (1) σ και έναν (1) π. Έχει τα ακόλουθα πέντε (5) ισομερή θέσης:

1. Βουτατριένιο
2. Κυκλοβουταδιένιο
3. Μεθυλενοκυκολοπροπένιο
4. Δικυκλοβουτένιο-1
5. Δικυκλοβουτένιο-Δ^1,3

Παραγωγή

Με απόσπαση υδραλογόνων

1. Με απόσπαση δύο μορίων υδραλογόνου από 4,4-διαλοβουτένιο-1, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), παράγεται βουτενίνιο:

$\mathrm {CH_{2}=CHCH_{2}CHX_{2}+2NaOH{\xrightarrow {}}CH_{2}=CHC\equiv CH\uparrow +2NaX+2H_{2}O}$

2. Με απόσπαση ενός μορίου υδραλογόνου από 4-αλοβουτίνιο-1, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), παράγεται βουτενίνιο:

$\mathrm {XCH_{2}CH_{2}C\equiv CH+NaOH{\xrightarrow {}}CH_{2}=CHC\equiv CH\uparrow +NaX+2H_{2}O}$

3. Με απόσπαση τριών μορίων υδραλογόνου από 1,1,4-τριαλοβουτάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), παράγεται βουτενίνιο:

$\mathrm {XCH_{2}CH_{2}CH_{2}CHX_{2}+3NaOH{\xrightarrow {}}CH_{2}=CHC\equiv CH\uparrow +3NaX+2H_{2}O}$

Με απόσπαση αλογόνων

1. Με απόσπαση δύο μορίων αλογόνου από 3,3,4,4-τετραλοβουτένιο-1, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται βουτενίνιο:

$\mathrm {CH_{2}=CHCX_{2}CHX_{2}+2Zn{\xrightarrow {}}CH_{2}=CHC\equiv CH\uparrow +2ZnX_{2}}$

2. Με απόσπαση ενός μορίου αλογόνου από 3,4-διαλοβουτίνιο-1, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται βουτενίνιο:

$\mathrm {XCH_{2}CHXC\equiv CH+Zn{\xrightarrow {}}CH_{2}=CHC\equiv CH\uparrow +ZnX_{2}}$

3. Με απόσπαση τριών μορίων αλογόνου από 1,1,2,2,3,4-εξαλοβουτάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται βουτενίνιο:

$\mathrm {XCH_{2}CHXCX_{2}CHX_{2}+3Zn{\xrightarrow {}}CH_{2}=CHC\equiv CH\uparrow +3ZnX_{2}}$

Με βινυλίωση αιθινίου

Το αιθινικό νάτριο μπορεί να βινυλιωθεί με βινυλαλογονίδιο:

$\mathrm {HC\equiv CH+Na{\xrightarrow {-{\frac {1}{2}}H_{2}}}HC\equiv CNa{\xrightarrow {+CH_{2}=CHX}}CH_{2}=CHC\equiv CH\uparrow +NaX}$

Με διμερισμό αιθινίου

Το αιθίνιο διμερίζεται προς βουτενίνιο παρουσία χλωριούχου υποχαλκού (Cu₂Cl₂):

$\mathrm {2HC\equiv CH{\xrightarrow {Cu_{2}Cl_{2}}}CH_{2}=CHC\equiv CH}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

• Εμφανίζει όλες τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των ακόρεστων υδρογονανθράκων. Ο τριπλός δεσμός αντιδρά πρώτος.

Ενυδάτωση

Με επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση) σε βουτενίνιο, παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg), παράγεται 3-υδροξυβουτενόνη(CH₂=CHCOCH₃) :

$\mathrm {CH_{2}=CHC\equiv CH+2H_{2}O{\xrightarrow[{H_{2}SO_{4}}]{Hg^{2+}}}CH_{2}CH(OH)COCH_{3}}$

• Ενδιάμεσα παράγεται βουταδιεν-1,3-όλη-2 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε βουτενόνη, που υφίσταται προσθήκη της περίσσειας ύδατος στο διπλό δεσμό, παράγοντας τελικά 3-υδροξυβουτενόνη.

Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε βουτενίνιο παράγεται 1,4-διαλο-3-υδροξυβουτανόνη:

$\mathrm {CH_{2}=CHC\equiv CH+2HOX{\xrightarrow {}}XCH_{2}CH(OH)COCH_{2}X}$

• Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

$\mathrm {2H_{2}O+X_{2}{\xrightarrow {}}2HOX}$

• Ενδιάμεσα παράγεται αρχικά 1-αλοβουταδιεν-1,3-όλη-2 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε 1-αλοβουτενόνη, που υφίσταται προσθήκη της περίσσειας υπαλογονώδους οξός στο διπλό δεσμό, παράγοντας τελικά 1,4-διαλο-3-υδροξυβουτανόνη

Πηγές

• Speight J. G., “Chemical and Process Design Handbook”, McGraw-Hill, 2002.
• 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