Φθορομεθυλοβενζόλιο

χημική ένωση

To φθορομεθυλοβενζόλιο ή φθορομεθυλοβενζενιο ή βενζυλοφθορίδιο είναι μια αρωματική χημική ένωση με χημικό τύπο C7H7F, που παριστάνεται συντομογραφικά ως BnF. Είναι ένα παράγωγο του βενζολίου, από το οποίο προκύπτει τυπικά με αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου από φθορομεθύλιο.

Φθορομεθυλοβενζόλιο
Γενικά
Όνομα IUPAC Φθορομεθυλοβενζένιο
Άλλες ονομασίες Φθορομεθυλοβενζόλιο
Βενζυλοφθορίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C7H7F
Μοριακή μάζα 110,129 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
C6H5CH2F
Συντομογραφίες BnF, PhCH2F
Αριθμός CAS 350-50-5
SMILES FCc1ccccc1
InChI 1S/C7H7F/c8-6-7-4-2-1-3-5-7/h1-5H,6H2
PubChem CID 9591
ChemSpider ID 9215
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης >108
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -35 °C
Σημείο βρασμού 140 °C
Πυκνότητα 1.022,8 kg/m3
Εμφάνιση Άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).
Δεσμοί[1]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp2-1s 106 pm 3% C- H+
C#1-C#2 σ 2sp2-2sp2 147 pm
C#2-C#3 σ 2sp2-2sp2 147 pm
C#3-C#4 σ 2sp2-2sp2 147 pm
C#4-C#5 σ 2sp2-2sp2 147 pm
C#1-C#6 σ 2sp2-2sp2 147 pm
C#1...C#6 π[2] 2p-2p 147 pm
C#1-C#1΄ σ 2sp2-2sp3 151 pm
C-F σ 2sp2-2sp3 136 pm 43% C+ F-
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
F -0,43
C#2-#6 -0,03
C#1 0,00
H +0,03
C#1΄ +0,37

Παραγωγή

Επεξεργασία

Με φθορίωση τολουολίου

Επεξεργασία

Με φωτοχημική φθορίωση τολουολίου παράγεται φθορομεθυλοβενζόλιο, αν και αυτή η μέθοδος αποφεύγεται για λόγους ασφαλείας[3]:

 

Με υποκατάσταση υδροξυλίου από φθόριο

Επεξεργασία

Με επίδραση υδροφθορίου (HF) σε βενζυλική αλκοόλη (PhCH2OH) πσράγεται φθορομεθυλοβενζόλιο[4]:

 

  • Συνήθως το υδροφθόριο παρασκευάζεται επιτόπου («in citu») με την αντίδραση:

 

Με υποκατάσταση χλωρίου από φθόριο

Επεξεργασία

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε (χλωρομεθυλο)βενζόλιο (BnCl) πσράγεται φθορομεθυλοβενζόλιο[5]:

 

Με φθορομεθυλίωση κατά Blanc

Επεξεργασία

Με φθορομεθυλίωση κατά Blanc βενζολίου, από μεθανάλη και υδροφθόριο, παράγεται φθορομεθυλοβενζόλιο[6]:

 

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Επεξεργασία

Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης

Επεξεργασία

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Επεξεργασία

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) παράγεται βενζυλική αλκοόλη (PhCH2OH)[7]:

 

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Επεξεργασία

Με αλκοολικά άλατα (RONa) παράγεται αλκυλοβενζυλαιθέρας (PhCH2OR)[7]:

 

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Επεξεργασία

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) παράγεται βενζυλαλκίνιο (RC≡CCH2Ph). Π.χ.[7]:

 

Υποκατάσταση από ακύλιο

Επεξεργασία

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) παράγεται καρβονικό βενζυλεστέρας (RCOOCH2Ph)[7]:

 

Υποκατάσταση από κυάνιο

Επεξεργασία

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) παράγεται φαινυλαιθανονιτρίλιο (PhCH2CN)[7]:

 

Υποκατάσταση από αλκύλιο

Επεξεργασία

Με αλκυλολίθιο (RLi) παράγεται αλκυλοβενζόλιο[7]:

 

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Επεξεργασία

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) παράγεται βενζυλική θειόλη (PhCH2SH)[7]:

 

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Επεξεργασία

Με θειολικό νάτριο (RSNa) παράγεται αλκυλοβενζυλοθειαιθέρας (PhCH2SR)[7]:

 

Υποκατάσταση από ιώδιο

Επεξεργασία

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) παράγεται (ιωδομεθυλο)βενζόλιο (BnI)[7]:

 

Υποκατάσταση από αμινομάδα

Επεξεργασία

Με αμμωνία (NH3) παράγεται βενζυλαμίνη (BnNH2)[7]:

 

Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Επεξεργασία

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται N-αλκυλοβενζυλαμίνη (BnNHR)[7]:

 

Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Επεξεργασία

Με δευτεροταγείς αμίνες (R΄NHR) παράγεται βενζυλο-N,N-διαλκυλαμίνη [BnN(R)R΄][7]:

 

Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Επεξεργασία

Με φωσφίνη σχηματίζει βενζυλοφωσφίνη[8]:

 

Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Επεξεργασία

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) παράγεται (νιτρομεθυλο)βενζόλιο (BnNO2)[9]:

 

Υποκατάσταση από φαινύλιο

Επεξεργασία

Με επίδραση τύπου Friedel-Crafts σε βενζόλιο παράγεται διφαινυλομεθάνιο[10]:

 

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

Επεξεργασία

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται βενζυλολίθιο:

 

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)[11]:

 

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται τολουόλιο[12]:

 

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται τολουόλιο[13]:

 

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου παράγεται τολουόλιο[14]:

 

4. Αναγωγή από ένα αλκυλοκασσιτεράνιο. Π.χ.[15]:

 

Αντιδράσεις προσθήκης

Επεξεργασία

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 3-φαινυλο-1-φθοροπροπάνιο (PhCH2CH2CH2F):

 

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 3-φαινυλο-1-φθοροπροπένιο (PhCH2CH=CHF):

 

3. Η αντίδραση του φθορομεθυλοβενζολίου με συζυγή αλκαδιένια αντιστοιχεί κυρίως σε 1,4-προσθήκη, αν και είναι επίσης δυνατές η 1,2-προσθήκη και η 3,4-προσθήκη, με τη χρήση κατάλληλων συνθηκών. Π.χ[16]:

  (1,4-προσθήκη)
  (1,2-προσθήκη)
  (3,4-προσθήκη)

4. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 4-φαινυλο-1-φθοροβουτάνιο:

   

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει βενζοξυ-2-φθοραιθάνιο[17]:

   

Αντιδράσεις ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης

Επεξεργασία
  • Η παρουσία του φθορομεθυλίου απενεργοποιεί μερικώς τον αρωματικό χαρακτήρα, κάνοντας τις παρακάτω αντιδράσεις πιο αργές σε σύγκριση με τις αντίστοιχες του βενζολίου. Παράγονται μετα- παράγωγα.

Με νίτρωση παράγει μετανιτρο(φθορομεθυλο)βενζόλιο[18]:

 

Σουλφούρωση

Επεξεργασία

Με σουλφούρωση παράγει μετα(φθορομεθυλο)βενζοσουλφονικό οξύ[18]:

 

Αλογόνωση

Επεξεργασία

Με αλογόνωση παράγει μετααλο(φθορομεθυλο)βενζόλιο[18]:

 

  • όπου Χ F ή Br. Τα άλλα αντίστοιχα αλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση KI ή Hg2F2, αντίστοιχα.

Αλκυλίωση

Επεξεργασία

Με αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μετααλκυλο(φθορομεθυλο)βενζόλιο[18]:

 

Ακυλίωση

Επεξεργασία

Με ακυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μεταακυλοφθοροβενζόλιο[18]:

 

Υδροξυλίωση

Επεξεργασία

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μετα(μεθυλοφθορο)φαινόλη[18]:

 

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts παράγει μετα(φθορομεθυλο)ανιλίνη[18]:

 

Καρβοξυλίωση

Επεξεργασία

Με καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts προς μετα(φθορομεθυλο)βενζοϊκό οξύ[18]:

 

Με υδρογόνωση παράγει(φθορομεθυλο)κυκλοεξάνιο[19]:

 

Οζονόλυση

Επεξεργασία

Με Οζονόλυση παράγει αιθανοδιάλη και 2-οξο-3-φθοροπροπανάλη[20]:

 

Αλομεθυλίωση

Επεξεργασία

Με αλομεθυλίωση κατά Blanc παράγει μετα(αλομεθυλο)(φθορομεθυλο)βενζόλιο[6]:

 

Παραγωγή και παρεμβολή βενζυλενίου

Επεξεργασία

Με επίδραση πυκνού διαλύματος υδροξείδιου του καλίου αποσπάται υδροφθόριο παράγοντας βενζυλένιο[21]:

 

  • Το ασταθές βενζυλένιο στη συνέχεια συμπεριφέρεται σα δίριζα και παρεμβάλλεται σε δεσμούς C-Η ή προσθέτεται σε πολλαπλούς δεσμούς, σχηματίζοντας τριμελείς δακτύλιους. Παραδείγματα:

1. Παρεμβολή στον εαυτό του:

 
  7-φαινυλο-1-φθορομεθυλοκυκλοεπτατριένιο   7-φαινυλο-2-φθορομεθυλοκυκλοεπτατριένιο   7-φαινυλο-3-φθορομεθυλοκυκλοεπτατριένιο

2. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθένιο:

  φαινυλοκυκλοπροπάνιο

3. Παρεμβολή και προσθήκη στο αιθίνιο:

  φαινυλοκυκλοπροπένιο

4. Παρεμβολή και προσθήκη στο βενζόλιο:

  7-φαινυλοκυκλοεπτατριένιο

5. Παρεμβολή και προσθήκη στη μεθανάλη:

  φαινυλοξιράνιο

Σημειώσεις και αναφορές

Επεξεργασία
  1. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  2. Δεσμός 6 κέντρων και 6 ηλεκτρονίων
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.2, R = PhCH2, X = F και SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ.186, Πρ.11.34, F αντί Br
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.2, R = PhCH2, X = F.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  6. 6,0 6,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.5.
  7. 7,00 7,01 7,02 7,03 7,04 7,05 7,06 7,07 7,08 7,09 7,10 7,11 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.Α1, R = Bn, X = F.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = Ph, X = F.
  10. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, §3.2. σελ.54
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = Bn, X = F.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α, R = Bn, X = F.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β, R = Bn, X = F.
  14. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  15. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.
  16. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, §6.3., σελ. 79, εφαρμογή για αλκαδιένια και για Ε = Bn και Nu = F με βάση και την §8.2, σελ. 116-117.
  17. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = F.
  18. 18,0 18,1 18,2 18,3 18,4 18,5 18,6 18,7 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.1.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.2.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.3.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3, R = PhCHF, PhCH2F αντί CH3Cl.
  • 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
  • Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985