Χλωραιθίνιο

Χλωραιθίνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Χλωραιθίνιο Χλωροοαιθίνιο
Άλλες ονομασίες	Χλωροακετυλένιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C2HCl
Μοριακή μάζα	60,48206 amu[1]
Σύντομος συντακτικός τύπος	HC ≡ CCl
Αριθμός CAS	593-63-5[2]
SMILES	C#CCl
InChI	InChI=1/C2HCl/c1-2-3/h1H
PubChem CID	68975
Δομή
Γωνία δεσμού	180°
Μοριακή γεωμετρία	ευθύγραμμη
Ισομέρεια
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το αιθινυλοχλωρίδιο ή χλωροαιθίνιο ή χλωροακετυλένιο είναι η χημική ένωση με χημικό τύπο C₂HCl και σύντομο συντακτικό HC≡CCl. Ανήκει στα αλκινυλοαλογονίδια, δηλαδή στα άκυκλα με ένα τριπλό δεσμό, οργανομονοαλογονίδια. Τα δυο (2) άτομα άνθρακα που περιέχει βρίσκονται σε υβριδισμό sp και συνδέονται με τριπλό δεσμό, δηλαδή ένα (1) σ και δύο (2) π.

Μοριακή δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp-1s	92 pm	3% C^- H^+
C≡C	σ	2sp-2sp	120 pm
	π	2py-2py
	π	2pz-2pz
C-Cl	σ	2sp-2sp^3	159 pm	9% C^+ Cl^-

Παραγωγή

Με απόσπαση υδραλογόνων

Με απόσπαση δύο μορίων υδραλογόνου από 1,1-διαλο-1-χλωροαιθάνιο ή 1,2-διαλο-1-χλωροαιθάνιο ή και 1,1-διαλο-2-χλωροαιθάνιο, με χρήση υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), με καλύτερα αποτελέσματα αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι φθόριο ή χλώριο, παράγεται αιθινυλοχλωρίδιο.^[3]:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CX_{2}Cl+2NaOH{\xrightarrow {}}HC\equiv CCl+2NaX+2H_{2}O} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {XCH_{2}CHXCl+2NaOH{\xrightarrow {}}HC\equiv CCl+2NaX+2H_{2}O} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {X_{2}CHCH_{2}Cl+2NaOH{\xrightarrow {}}HC\equiv CCl+2NaX+2H_{2}O} }$

Με απόσπαση αλογόνου

Με απόσπαση δύο μορίων αλογόνου από 1,1,2,2-τετρααλο-1-χλωροαιθάνιο, με χρήση ψευδαργύρου (Zn), παράγεται αιθινυλοχλωρίδιο. Καλύτερη απόδοση αν τα άλλα αλογόνα δεν είναι φθόριο ή χλώριο^[4]:

${\displaystyle \mathrm {\mathrm {X_{2}CHCX_{2}Cl+2Zn{\xrightarrow {}}HC\equiv CCl+2ZnX_{2}} } }$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

• Παρέχει δυνατότητες προσθήκης στο τριπλό του δεσμό, όσο και υποκατάστασης με το αλογόνο του, αν και το οποίο είναι το δεύτερο χειρότερο (μετά το φθόριο), για τέτοιες αντιδράσεις.

Ενυδάτωση

Με επίδραση θειικού οξέος και στη συνέχεια νερού (ενυδάτωση) σε αιθινυλοχλωρίδιο, παρουσία ιόντων υδραργύρου (Hg), παράγεται ακετυλοχλωρίδιο (CH₃COCl) ^[5]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+H_{2}O{\xrightarrow[{H_{2}SO_{4}}]{Hg^{2+}}}CH_{3}COCl} }$

• Ενδιάμεσα παράγεται 1-χλωροαιθενόλη (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται προς ακετυλοχλωρίδιο.

Προσθήκη υπαλογονώδους οξέος

Με επίδραση (προσθήκη) υποαλογονώδους οξέος (HOX) σε αιθινυλοχλωρίδιο παράγεται αλοαιθανοϋλοχλωρίδιο^[6]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+HOX{\xrightarrow {}}XCH_{2}COCl} }$

• Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

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

• Ενδιάμεσα παράγεται αλαιθενόλη (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε αλοαιθανοϋλοχλωρίδιο.

Καταλυτική υδρογόνωση

Με καταλυτική υδρογόνωση αιθινυλοχλωρίδιου σχηματίζεται αρχικά βινυλοχλωρίδιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδρογόνου) αιθυλοχλωρίδιο.^[7]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+H_{2}{\xrightarrow {Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}CH_{2}=CHCl{\xrightarrow[{+H_{2}}]{Ni\;{\acute {\eta }}\;Pd\;{\acute {\eta }}\;Pt}}CH_{3}CH_{2}Cl} }$

Αλογόνωση

Με επίδραση αλογόνου (X₂) (αλογόνωση) σε αιθινυλοχλωρίδιο έχουμε προσθήκη στον τριπλό δεσμό. Παράγεται αρχικά 1,2-διαλο-1-χλωροαιθένιο και στη συνέχεια (με περίσσεια αλογόνου) 1,1,2,2-τετρααλο-1-χλωροαιθάνιο.^[8]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+X_{2}{\xrightarrow {CCl_{4}}}XCH=CXCl{\xrightarrow[{+X_{2}}]{CCl_{4}}}X_{2}CHCX_{2}Cl} }$

Υδραλογόνωση

Με προσθήκη υδραλογόνων (HX) (υδραλογόνωση) σε αιθινυλοχλωρίδιο παράγεται αρχικά 1-αλο-1-χλωροαιθένιο και στη συνέχεια (με περίσσεια υδραλογόνου) 1,1-διαλο-1-χλωροαιθάνιο.^[9]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+HX{\xrightarrow {}}CH_{2}=CXCl{\xrightarrow {+HX}}CH_{3}CX_{2}Cl} }$

Υδροκυάνωση

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) (υδροκυάνωση) σε αιθινυλοχλωρίδιο παράγεται 2-χλωροπροπενονιτρίλιο:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+HCN{\xrightarrow {}}CH_{2}=CClCN} }$

Προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα

1. Με προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και νερού (H₂O), παράγεται 2-χλωρο-2-προπενικό οξύ:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+CO+H_{2}O{\xrightarrow {}}CH_{2}=CClCOOH} }$

2. Με προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και αλκοόλης (ROH), παράγεται 2-χλωροπροπενικός αλκυλεστέρας:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+CO+ROH{\xrightarrow {}}CH_{2}=CClCOOR} }$

Διυδροξυλίωση

Η διυδροξυλίωση αιθινυλοχλωρίδιου, αντιστοιχεί σε προσθήκη H₂O₂ και παράγει υδροξυαιθανοϋλοχλωρίδιο^[10]:

1. Επίδραση αραιού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄). Π.χ.:

${\displaystyle \mathrm {5HC\equiv CCl+4KMnO_{4}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5HOCH=C(Cl)OH+4MnO+2K_{2}SO_{4}+2H_{2}O} }$
${\displaystyle \mathrm {HOCH=C(Cl)OH{\xrightarrow {}}HOCH_{2}COCl} }$

2. Επίδραση καρβονικού οξέος και υπεροξείδιου του υδρογόνου:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {RCOOH}}HOCH=C(Cl)OH} }$
${\displaystyle \mathrm {HOCH=C(Cl)OH{\xrightarrow {}}HOCH_{2}COCl} }$

• Ενδιάμεσα παράγεται 1-χλωροαιθενοδιόλη-1,2 (ασταθής ενόλη) που ισομερειώνεται σε υδροξυαιθανοϋλοχλωρίδιο.

Προσθήκη αλκοολών

Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε αιθινυλοχλωρίδιο παράγεται αλκυλο(1-χλωροαιθενυλο)αιθέρας^[11]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+ROH{\xrightarrow {\triangle }}CH_{2}=CClOR} }$

Προσθήκη καρβονικών οξέων

Με επίδραση καρβονικών οξέων (RCOOH) σε αιθινυλοχλωρίδιο παράγεται καρβονικός (1'-χλωροαιθενυλο)εστέρας^[12]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+RCOOH{\xrightarrow {}}RCOOCCl=CH_{2}} }$

Οζονόλυση

Με επίδραση όζοντος (οζονόλυση) σε αιθινυλοχλωρίδιο, παράγεται αρχικά ασταθές οζονίδιο που τελικά διασπάται σε φορμυλομεθανοϋλοχλωρίδιο^[13]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+{\frac {2}{3}}O_{3}{\xrightarrow {H_{2}O}}OCHCOCl} }$

Επίδραση πυκνού υπερμαγγανικού καλίου

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄) παράγεται χλωροφορμυλομεθανικό οξύ^[14]:

${\displaystyle \mathrm {5HC\equiv CCl+6KMnO_{4}+3H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}5HOOCOCl+6MnO_{2}+3K_{2}SO_{4}+3H_{2}O} }$

Υποκατάσταση χλωρίου από υδροξύλιο

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) προς αιθενάλη (CH₂=C=O)^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+NaOH{\xrightarrow {-NaCl}}HC\equiv COH{\xrightarrow {}}CH_{2}=C=O} }$

• Ενδιάμεσα παράγεται αιθινόλη (ασταθής ινόλη) που ισομερειώνεται προς αιθενάλη.

Παραγωγή αιθέρα

Με αλκοολικά άλατα (RONa) προς αιθινυλοαλκυλολαιθέρα (HC≡COR)^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+RONa{\xrightarrow {}}HC\equiv COR+NaCl} }$

Παραγωγή αλκαδιινίου

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) προς αλαδιίνιο (RC≡CC≡CH). Π.χ.^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+RC\equiv CNa{\xrightarrow {}}RC\equiv CC\equiv CH+NaCl} }$

Παραγωγή εστέρα

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) προς καρβονικό αιθινυλεστέρα (RCOOC≡CH)^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+RCOONa{\xrightarrow {}}RCOOC\equiv CH+NaCl} }$

Παραγωγή νιτριλίου

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) προς προπινονιτρίλιο (ΗC≡CCN)^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+NaCN{\xrightarrow {}}HC\equiv CCN+NaCl} }$

Παραγωγή αλκινίου

Με αλκυλολίθιο (RLi) προς αλκίνιο^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+RLi{\xrightarrow {}}RC\equiv CH+LiCl} }$

Παραγωγή θειάλης

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) προς αιθενοθειάλη (CH₂=C=S)^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+NaSH{\xrightarrow {-NaCl}}HC\equiv CSH{\xrightarrow {}}CH_{2}=C=S} }$

• Αρχικά παράγεται αιθινοθειόλη που ισομερειώνεται προς αιθενοθειάλη.

Παραγωγή θειαιθέρα

Με θειολικό νάτριο (RSNa) προς αιθινυλοαλκυλοθειαιθέρα (RSC≡CH)^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+RSNa{\xrightarrow {}}HC\equiv CSR+NaCl} }$

Παραγωγή αιθινυλιωδιδίου

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) προς αιθινυλοοϊωδίδιο (HC≡CI)^[15]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+NaI{\xrightarrow {}}HC\equiv CI+NaCl} }$

Παραγωγή νιτροπαραγώγων

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO₂) προς νιτροαιθίνιο (ΗC≡CNO₂)^[16]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+AgNO_{2}{\xrightarrow {}}HC\equiv CNO_{2}+AgCl\downarrow } }$

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται αιθινυλολίθιο:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+2Li{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}HC\equiv CLi+LiCl} }$

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)^[17]:

${\displaystyle \mathrm {HC\equiv CCl+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}HC\equiv CMgCl} }$

Παραγωγή αιθινυλοβενζολίου

Με αιθινυλίωση κατά Friedel-Crafts βενζολίου παράγεται αιθινυλοβενζόλιο:

${\displaystyle \mathrm {PhH+HC\equiv CCl{\xrightarrow {AlCl_{3}}}PhC\equiv CH+HCl} }$

Σημειώσεις και αναφορές

1. Ελλείψει άλλης πηγής χρησιμοποιήθηκε: MM(βινυλοχλωρίδιου)-2AM(υδρογόνου)
2. Δικτυακός τόπος SciToys
3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.4.3.
4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.1β.
5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.3.
6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.4.
7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.4α.
8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.2.
9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.1.
10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 157, §6.8.9.
11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.5.
12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.6.
13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.7α.
14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.
15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = HC≡C, X = Cl.
17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = HC≡C, X = Cl.

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