3-μεθυλεπτάνιο

Τo 3-μεθυλεπτάνιο (σε δύο οπτικά εναντιομερή) είναι ένα διακλαδισμένο αλκάνιο, δηλαδή άκυκλος κορεσμένος υδρογονάνθρακας, με χημικό τύπο C₈H₁₈ και σύντομο συντακτικό τύπο CH₃(CH₂)₆CH₃ και μια διακλάδωση.

3-μεθυλεπτάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	3-μεθυλεπτάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C8H18
Μοριακή μάζα	114,23 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CΗ3CH2CH(CH3)(CH2)3CΗ3
Συντομογραφίες	sBuBu
Αριθμός CAS	589-81-1
SMILES	CCC(C)CCCC
InChI	1S/C8H18/c1-4-6-7-8(3)5-2/h8H,4-7H2,1-3H3
Αριθμός EINECS	209-660-6
PubChem CID	86182
ChemSpider ID	11035
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	17
Οπτικά ισομερή	2
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	−121 °C
Σημείο βρασμού	119 °C
Πυκνότητα	705 kg/m3
Δείκτης διάθλασης , nD	1,398 (20 °C)
Εμφάνιση	Άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Βαθμός οκτανίου	35,0
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	7,2 °C
Επικινδυνότητα
Εξαιρετικά εύφλεκτο (F+), Επιβλαβές (Xn), Τοξικό για τους υδρόβιους οργανισμούς (N)
Φράσεις κινδύνου	R11, R38, R50/53, R65, R67
Φράσεις ασφαλείας	S9, S16, S29, S33, S60, S61, S62
Κίνδυνοι κατά NFPA 704	3 0 0
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Ισομέρεια

Το 3-μεθυλεπτάνιο έχει τα ακόλουθα δεκαεπτά (17) ισομερή θέσης:

1. οκτάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃(CH₂)₆CH₃).
2. 2-μεθυλεπτάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃)₂CH(CH₂)₄CH₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
3. 4-μεθυλεπτάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο [CH₃(CH₂)₂]₂CHCH₃.
4. Αιθυλεξάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃CH₂)₂CHCH₂CH₂CH₃.
5. 2,2-διμεθυλεξάνιο ή νεοοκτάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃)₃C(CH₂)₃CH₃.
6. 2,3-διμεθυλεξάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃)₂CΗCH(CH₃)CH₂CH₂CH₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
7. 2,4-διμεθυλεξάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃)₂CΗCH₂CH(CH₃)CH₂CH₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
8. 2,5-διμεθυλεξάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃)₂CΗCH₂CH₂CΗ(CH₃)₂
9. 3,3-διμεθυλεξάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂C(CH₃)₂CH₂CH₂CH₃.
10. 3,4-διμεθυλεξάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂CH(CH₃)CH(CH₃)CH₂CH₃ (σε τρία (3) οπτικά ισομερή).
11. Αιθυλο-2-μεθυλοπεντάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃CH₂)₂CHCH(CH₃)₂.
12. Αιθυλο-3-μεθυλοπεντάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃CH₂)₂C(CH₃)₂.
13. 2,2,3-τριμεθυλοπεντάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂CH(CH₃)C(CH₃)₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
14. 2,2,4-τριμεθυλοπεντάνιο ή ισοκτάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃)₂CHCH₂C(CH₃)₃ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
15. 2,3,3-τριμεθυλοπεντάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂C(CH₃)₂CH(CH₃)₂.
16. 2,3,4-τριμεθυλοπεντάνιο, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH₃)₂CHCH(CH₃)CH(CH₃)₂ (σε δύο (2) οπτικά ισομερή).
17. Τετραμεθυλοβουτάνιο (CH₃)₃CC(CH₃)₃.

Ονοματολογία

Η ονομασία «3-μεθυλεπτάνιο» από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το αρχικό πρόθεμα «μεθυλ-» δηλώνει την παρουσία διακλάδωσης ενός (1) ατόμου άνθρακα και συγκεκριμένα στο άτομο άνθρακα #3, όπως δηλώνει ο αρχικός αριθμός θέσης, το τμήμα «επτ-» δηλώνει την παρουσία επτά (7) ατόμων άνθρακα στην κύρια ανθρακική αλυσίδα της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-ιο» φανερώνει ότι δεν περιέχει χαρακτηριστικές ομάδες, δηλαδή ότι είναι υδρογονάνθρακας.

Δομή

Το μόριό του αποτελείται από οκτώ (8) άτομα άνθρακα (τρία (3) πρωτοταγή, τέσσερα (4) δευτεροταγή και ένα (1) τριτοταγές) και δεκαοκτώ (18) άτομα υδρογόνου.

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
C-C	σ	2sp3-2sp3	154 pm
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
C#1,#7,#1'	-0,09
C#2,#4-#6	-0,06
C#3	-0,03
H	+0,03

Παραγωγή

Απομόνωση από φυσικές και βιομηχανικές πηγές

1. Απομονώνεται από το πετρέλαιο.
2. Απομονώνεται από μίγματα που προκύπτουν από πυρόλυση βαρύτερων προϊόντων διύλισης πετρελαίου ή πολυμερών υδρογονανθράκων.

Παραγωγή με αντιδράσεις σύνθεσης: Από πρώτες ύλες με μικρότερη ανθρακική αλυσίδα

Δομικά το 3-μεθυλεπτάνιο αποτελείται από δυο μέρη: δευτεροταγές βουτύλιο [CH₃CH₂CH(CH₃)-] και βουτύλιο (CH₃CH₂CH₂CH₂). Επομένως, ο απλούστερος τρόπος παρασκευής καθαρού 3-μεθυλεπτάνιου είναι η αντίδραση ζεύγους 2-αλοβουτάνιου - βουτυλολιθίου ή δευτεροταγούς βουτυλολιθίου - 1-αλοβουτανίου:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}X+2Li{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}Li+LiX}$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CHXCH_{3}+CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}Li{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+LiX}$
ή
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CHXCH_{3}+2Li{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}CH_{2}CHLiCH_{3}+LiX}$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CHLiCH_{3}+CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}X{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+LiX}$

Παραγωγή με αντιδράσεις χωρίς αλλαγή ανθρακικής αλυσίδας

Με αναγωγή αλογονούχων ενώσεων

Με αναγωγή κατάλληλων αλογονούχων ενώαεων μπορεί να παραχθεί 3-μεθυλεπτάνιο. Π.χ. για την αναγωγή του 1-αλο-3-μεθυλεπτανίου υπάρχουν οι ακόλουθες μέθοδοι:

1. Με «υδρογόνο εν τω γεννάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}X+Zn+HX{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+ZnX_{2}}$

2. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH₄) ή νατριοβοριοϋδρίδιο (NaBH₄):

$\mathrm {4CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}X+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}4CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+AlX_{3}+LiX}$

3. Με αναγωγή των αντίστοιχων αλκυλιωδιδίων από HI:

$\mathrm {2CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}I+HI{\xrightarrow {}}2CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+I_{2}}$

4. Με αναγωγή από μέταλλα (συνήθως λίθιο ή μαγνήσιο) και στη συνέχεια υδρόλυση των παραγόμενων οργανομεταλλικών ενώσεων:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}X+2Li{\xrightarrow[{-LiX}]{|Et_{2}O|}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}Li{\xrightarrow {+H_{2}O}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+LiOH}$
ή
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}X+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}MgX{\xrightarrow {+H_{2}O}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+Mg(OH)X\downarrow }$

5. Με αναγωγή από σιλάνιο, παρουσία τριφθοριούχου βορίου, παράγεται 2-μεθυλεπτάνιο.Π.χ.::

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}X+SiH_{4}{\xrightarrow {BF_{3}}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+SiH_{3}X}$

Με αναγωγή οξυγονούχων ενώσεων

Με αναγωγή κατάλληλων αλδεϋδών μπορεί να παραχθεί 3-μεθυλεπτάνιο. Π.χ. από την αναγωγή της 3-μεθυλοεπτανάλης με υδραζίνη (NH₂NH₂) (Αντίδραση Wölf-Kishner):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CHO+NH_{2}NH_{2}{\xrightarrow {KOH}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}\uparrow +N_{2}\uparrow +H_{2}O}$

2. Με αναγωγή των κατάλληλων κετονών μπορεί να παραχθεί 3-μεθυλεπτάνιο. Π.χ. από την αναγωγή της 3-μεθυλοεπτανόνης-2 (Αντίδραση Clemmensen):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})COCH_{2}+2Zn+2HCl{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+ZnCl_{2}+ZnO}$

Με αναγωγή θειούχων ενώσεων

1. Με αναγωγή των κατάλληλων θειολών μπορεί να παραχθεί 3-μεθυλεπτάνιο. Π.χ. από την αναγωγή της 3-μεθυλεπτανοθειόλης-1 (μέθοδος Raney):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}SH+H_{2}{\xrightarrow {Ni}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+H_{2}S}$

2. Με αναγωγή των κατάλληλων θειεστέρων μπορεί να παραχθεί 3-μεθυλεπτάνιο. Π.χ. από την αναγωγή του 1-(3΄-μεθυλεπτυλοθειο)-3-μεθυλεπτάνιου(μέθοδος Raney):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}SCH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{3}+H_{2}{\xrightarrow {Ni}}2CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+H_{2}S}$

Με καταλυτική υδρογόνωση ακόρεστων αλειφατικών υδρογονανθράκων

Με καταλυτική υδρογόνωση κατάλληλων ακόρεστων αλειφατικών υδρογονανθράκων μπορεί να παραχθεί 3-μεθυλεπτάνιο. Π.χ. με καταλυτική υδρογόνωση του 3-μεθυλεπτένιου-1:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH=CH_{2}+H_{2}{\xrightarrow {Ni,\;Pd,\;Pt}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}}$

Παρασκευή με αντιδράσεις αποσύνθεσης με μείωση του μήκους της ανθρακικής αλυσίδας

• Με τη θέρμανση αΛκαλικού διαλύματος των κατάλληλων καρβοξυλικών οξέων παράγεται 3-μεθυλεπτάνιο.

Π.χ. κατάλληλο είναι το 4-μεθυλοκτανικό οξύ:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}COOH+NaOH{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}COONa+H_{2}O{\xrightarrow {\triangle }}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+NaHCO_{3}}$

Χημικές ιδιότητες

Η διακλάδωση κάνει το 3-μεθυλεπτάνιο πιο εύφλεκτο από το οκτάνιο, όπως φαίνεται από τη χαμηλότερη θερμοκρασία αυτοανάφλεξης και την ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης σε σχέση με το οκτάνιο. Επίσης, θεωρητικά το 3-μεθυλεπτάνιο καίγεται με φλογα που παράγει λιγότερη αιθάλη και εκπέμπει ακτινοβολία υψηλότερης συχνότητας, αλλά επειδή η διαφορά είναι μικρή, το αποτέλεσμα και για τα δυο ισομερή είναι μια έντονη κίτρινη φλόγα όταν αναφλέγονται.

Επίσης, σε σύγκριση με το επτάνιο, το 2-μεθυλεπτάνιο έχει χαμηλότερο σημείο τήξης, χαμηλότερο σημείο βρασμού αλλά και χαμηλότερη πυκνότητα.

Στην κλίμακα NFPA 704 το 3-μεθυλεπτάνιο κατατάσσεται στο επίπεδο 0 χημικής δραστικότητας, μαζί με τα υπόλοιπα άλλα αλκάνια. Ωστόσο η παρουσία του τριτοταγούς #3 ατόμου άνθρακα διευκολύνει την οξείδωσή του και τις φωτοχημικές αντιδράσεις με αλογόνα, συνήθως με το βρώμιο, σε διαλύτες όπως συνήθως το 1,1,1-τριχλωραιθάνιο

Οξείδωση

1. Όπως όλα τα αλκάνια, το 3-μεθυλεπτάνιο με περίσσεια οξυγόνου καίγεται προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό:

$\mathrm {2C_{8}H_{18}+25O_{2}{\xrightarrow {\triangle }}16CO_{2}+18H_{2}O+10971J}$

• Αν και η αντίδραση είναι μια έντονα εξώθερμη δεν συμβαίνει σε μέτριες θερμοκρασίες, γιατί για την έναρξή της πρέπει να υπερπηδηθεί πρώτα το εμπόδιο της διάσπασης των δεσμών C-C, των δεσμών C-H και των δεσμών (Ο=Ο) του O₂:

2. Παραγωγή υδραερίου:

$\mathrm {C_{8}H_{18}+8H_{2}O{\xrightarrow[{700-1100^{o}C}]{Ni}}8CO+17H_{2}}$

3. Καταλυτική οξείδωση κυρίως προς 3-μεθυλεπτανόλη-3:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+{\frac {1}{2}}O_{2}{\xrightarrow[{\triangle }]{Cu}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}C(OH)(CH_{3})CH_{2}CH_{3}}$

4. Οξείδωση με υπερμαγγανικό κάλιο προς 3-μεθυλεπτανόλη-3:

$\mathrm {3CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+2KMnO_{4}+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}C(OH)(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+2MnO_{2}+K_{2}SO_{4}+H_{2}O}$

Αλογόνωση

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+X_{2}{\xrightarrow[{\triangle }]{UV}}aCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}X+bCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CHXCH_{3}+cCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CX(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+dCH_{3}CH_{2}CH_{2}CHXCH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+eCH_{3}CH_{2}CHXCH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+fCH_{3}CHXCH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+gXCH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+hCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{2}X)CH_{2}CH_{3}+HX}$

• Δραστικότητα των X₂: F₂ > Cl₂ > Br₂ > Ι₂.
• όπου 0<a,b,c,d,e,f,g,h<1, a + b + c + d + e + f + g + h = 0, διαφέρουν ανάλογα με το αλογόνο:
  • Τα F και Cl είναι πιο δραστικά και λιγότερο εκλεκτικά. Η αναλογία των προπυλαλογονιδίων τους εξαρτάται κυρίως πό τη στατιστική αναλογία των προς αντικατάσταση ατόμων H.
• Ειδικά για το χλώριο θα έχουμε:

1. Υποκατάσταση σε ένα από τα τρία (3) συνολικά άτομα υδρογόνου των ατόμων άνθρακα #1. Παράγεται 3-μεθυλο-1-χλωρεπτάνιο: 3·1 = 3.
2. Υποκατάσταση σε ένα από τα δύο (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #2. Παράγεται 3-μεθυλο-2-χλωρεπτάνιο: 2·3,8 = 7,6.
3. Υποκατάσταση στο άτομο υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #3. Παράγεται 3-μεθυλο-3-χλωρεπτάνιο: 1·5 = 5.
4. Υποκατάσταση σε ένα από τα δύο (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #4. Παράγεται 3-μεθυλο-4-χλωρεπτάνιο: 2·3,8 = 7,6.
5. Υποκατάσταση σε ένα από τα δύο (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #5. Παράγεται 5-μεθυλο-3-χλωρεπτάνιο: 2·3,8 = 7,6.
6. Υποκατάσταση σε ένα από τα δύο (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #5. Παράγεται 5-μεθυλο-2-χλωρεπτάνιο: 2·3,8 = 7,6.
7. Υποκατάσταση σε ένα από τα τρία (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #7. Παράγεται 5-μεθυλο-1-χλωρεπτάνιο: 3·1 = 3.
8. Υποκατάσταση σε ένα από τα τρία (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #1΄. Παράγεται 2-αιθυλο-1-χλωρεξάνιο: 3·1 = 3.

• Δηλαδή το μίγμα που προκύπτει είναι: 6,8% 3-μεθυλο-1-χλωρεπτάνιο, 17,1% 3-μεθυλο-2-χλωρεπτάνιο, 11,3% 3-μεθυλο-2-χλωρεπτάνιο,

17,1% 3-μεθυλο-4-χλωρεπτάνιο, 17,1% 5-μεθυλο-3-χλωρεπτάνιο, 17,1% 5-μεθυλο-3-χλωρεπτάνιο, 6,8% 6-μεθυλο-1-χλωρεπτάνιο και 6,8% 2-αιθυλο-1-χλωρεξάνιο.

• Τα Br και I είναι πιο εκλεκτικά και λιγότερο δραστικά. Η αναλογία των πεντυλαλογονιδίων μεταβάλλεται προς όφελος του τριτοταγούς (αυτού που το αλογόνο συνδέεται με τριτοταγές άτομο C, δηλαδή ατόμου C ενωμένου με 3 άλλα άτομα C) 2-μεθυλοβουτυλοαλογονιδίου-2.
• Ειδικα για το βρώμιο θα έχουμε:

1. Υποκατάσταση σε ένα από τα τρία (3) συνολικά άτομα υδρογόνου των ατόμων άνθρακα #1. Παράγεται 1-βρωμο-3-μεθυλεπτάνιο: 6·1 = 6.
2. Υποκατάσταση σε ένα από τα δύο (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #2. Παράγεται 2-βρωμο-3-μεθυλεπτάνιο: 2·82 = 164.
3. Υποκατάσταση στο άτομο υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #3. Παράγεται 3-βρωμο-3-μεθυλεπτάνιο: 1·1600 = 1600.
4. Υποκατάσταση σε ένα από τα δύο (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #4. Παράγεται 4-βρωμο-3-μεθυλεπτάνιο: 2·82 = 164.
5. Υποκατάσταση σε ένα από τα δύο (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #5. Παράγεται 3-βρωμο-5-μεθυλεπτάνιο: 2·82 = 164.
6. Υποκατάσταση σε ένα από τα δύο (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #6. Παράγεται 2-βρωμο-5-μεθυλεπτάνιο: 2·82 = 164.
7. Υποκατάσταση σε ένα από τα τρία (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #7. Παράγεται 1-βρωμο-6-μεθυλεπτάνιο: 3·1 = 3.
8. Υποκατάσταση σε ένα από τα τρία (3) άτομα υδρογόνου του ατόμου άνθρακα #1΄. Παράγεται 2-αιθυλο-1-βρωμεξάνιο: 3·1 = 3.

• Δηλαδή το μίγμα που προκύπτει είναι: 0,1% 1-βρωμο-3-μεθυλεπτάνιο, 7,2% 2-βρωμο-3-μεθυλεπτάνιο, 70,6% 3-βρωμο-3-μεθυλεπτάνιο, 7,2% 4-βρωμο-3-μεθυλεπτάνιο, 7,2% 3-βρωμο-5-μεθυλεπτάνιο, 7,2% 2-βρωμο-5-μεθυλεπτάνιο, 0,1% 1-βρωμο-5-μεθυλεπτάνιο και 0,1% 2-αιθυλο-1-βρωμεξάνιο.
  • Είναι όμως πρακτικά δύσκολο να σταματήσει η αντίδραση στην παραγωγή μονοααλογονιδίων.
    • Αν χρησιμοποιηθούν ισομοριακές ποσότητες CH₃CH₂CH₂CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃ και Χ₂ θα παραχθεί μίγμα όλων των αλογονοπαραγώγων του CH₃CH₂CH₂CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃.
    • Αν όμως χρησιμοποιηθει περίσσεια CH₃CH₂CH₂CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃, τότε η απόδοση τωμ μονοπαραγώγων αυξάνεται πολύ, λόγω της αύξησης της στατιστική πιθανότητας συνάντισης CH₃CH₂CH₂CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃ με X^. σε σχέση με την πιθανότητα συνάντισης μονοπαραγώγου και X^., που μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή των υπόλοιπων X-παραγώγων.

Νίτρωση

• Αντιδρά με ατμούς HNO₃ στην αέρια φάση:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+HNO_{3}{\xrightarrow {\triangle }}aCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}NO_{2}+bCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH(NO_{2})CH_{3}+cCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}C(NO_{2})(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+dCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH(NO_{2})CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+eCH_{3}CH_{2}C(NO_{2})CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+CH_{3}CH(NO_{2})CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+gO_{2}NCH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+hCH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{2}NO_{2})CH_{2}CH_{3}+H_{2}O}$

όπου 0<a,b,c,d,e,f,g,h<1, a + b + c + d + e + f + g + h = 1.

Παρεμβολή καρβενίων

• Τα καρβένια (π.χ. [:CH₂]) μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H. Π.χ. έχουμε:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+CH_{3}Cl+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {1}{6}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{2}CH_{3}+{\frac {1}{9}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH(CH_{3})_{2}+{\frac {1}{18}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}C(CH_{3})_{2}CH_{2}CH_{3}+{\frac {1}{9}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+{\frac {1}{9}}CH_{3}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+{\frac {1}{9}}(CH_{3})_{2}CHCH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+{\frac {1}{6}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}+{\frac {1}{6}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH(CH_{2}CH_{3})CH_{2}CH_{3}+KCl+H_{2}O}$

• Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε;

1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C_#1H₂-H. Παράγεται 4-μεθυλοκτάνιο.
2. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς C_#2H-H: 2. Παράγεται 2,3-διμεθυλεπτάνιο.
3. Παρεμβολή στο δεσμό C_#3-H. Παράγεται 3,3-διμεθυλεπτάνιο.
4. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς C_#4H-H: 2. Παράγεται 3,4-διμεθυλεπτάνιο.
5. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς C_#5H-H: 2. Παράγεται 3,5-διμεθυλεπτάνιο.
6. Παρεμβολή στους δύο (2) δεσμούς C_#6H-H: 2. Παράγεται 2,5-διμεθυλεπτάνιο.
7. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C_#7H₂-H. Παράγεται 3-μεθυλοκτάνιο.
8. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C_#1΄H₂-H. Παράγεται 3-αιθυλεπτάνιο.

Προκύπτει επομένως μίγμα 4-μεθυλοκτάνιου (~17%), 2,3-διμεθυλεπτάνιου (~11%), 3,3-διμεθυλεπτάνιο (~5%), 3,4-διμεθυλεπτάνιου (~11%), 3,5-διμεθυλεπτάνιου (~11%), 2,5-διμεθυλεπτάνιου (~11%), 3-μεθυλοκτάνιου (-17%) και 2-αιθυλεπτάνιου (~17%).

Καταλυτική ισομερείωση

To 3-μεθυλεπτάνιο μπορεί να υποστεί καταλυτική ισομερείωση προς τα ισομερή του.

Πηγές

• Παπαγεωργίου Β.Π., “Εφαρμοσμένη Οργανική Χημεία: Άκυκλες Ενώσεις”, Εκδόσεις Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1986.
• Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
• 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
• Μερικές από τις ενέργειες αντιδράσεων υπολογίστηκαν με χρήση κατάλληλου λογισμικού. Θα διασταυρωθούν και βιβλιογραφικά το συντομότερο για μεγαλύτερη ακρίβεια.