Αιθανοϋλοχλωρίδιο

Αιθανοϋλοχλωρίδιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Αιθανοϋλοχλωρίδιο
Άλλες ονομασίες	Ακετυλοχλωρίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C2H3OCl
Μοριακή μάζα	78,49 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3COCl
Συντομογραφίες	AcCl
Αριθμός CAS	75-36-5
SMILES	ClC(=O)C
InChI	1S/C2H3ClO/c1-2(3)4/h1H3
Αριθμός RTECS	AO6390000
Αριθμός UN	QD15RNO45K
ChemSpider ID	6127
Δομή
Διπολική ροπή	2,45 D
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	4
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-112 °C
Σημείο βρασμού	52 °C
Πυκνότητα	1.104 kg/m^3
Διαλυτότητα στο νερό	Αντιδρά
Διαλυτότητα σε άλλους διαλύτες	χλωράνθρακες, φρεόν
Εμφάνιση	Άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Σημείο αυτανάφλεξης	390 °C
Επικινδυνότητα
Εύφλεκτο (F), Διαβρωτικό (C)
Φράσεις κινδύνου	R11 R14 R34
Φράσεις ασφαλείας	S(1/2) S9 S16 S26 S45
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το αιθανοϋλοχλωρίδιο ή ακετυλοχλωρίδιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃COCl (συντομογραφικά AcCl) είναι ένα ακυλαλογονίδιο, δηλαδή ένα παράγωγο του αιθανικού οξέος. Στην εμφάνιση είναι ένα άχρωμο υγρό. Είναι μια ουσία που δεν έχει βρεθεί στη φύση, γιατί είναι ευαίσθητη στην παρουσία νερού, το οποίο το υδρολύει. Κατά τη χρήση του στον αέρα σχηματίζει ένα λευκό νεφίδιο, λόγω αντίδρασής του με την ατμοσφαιρική υγρασία. Το νεφίδιο αποτελείται από σταγονίδια του υδροχλωρικού οξέος που σχηματίζεται κατά την υδρόλυση. Με βάση το χημικό τύπο του, C₂H₃OCl, έχει τα ακόλουθα τέσσερα (4) ισομερή θέσης (όχι όλα σταθερά):

1. 2-χλωραιθενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο ClCH=CHOH, σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
2. 1-χλωραιθενόλη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=C(Cl)OH.
3. Χλωραιθανάλη, με σύντομο συντακτικό τύπο ClCH₂CHO
4. 1,2-εποξυαιθυλοχλωρίδιο ή χλωροξιράνιο.

Δομή

Δεσμοί[1][2]
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C#2-H	σ	2sp^3-1s	109 pm	3% C^- H^+
C#1-H	σ	2sp^2-1s	107 pm	3% C^- H^+
C#1-C#2	σ	2sp^2-2sp^3	151 pm
C=O	σ	2sp^2-2sp^2	134 pm	19% C^+ O^-
	π	2p-2p
C-Cl	σ	2sp^2-3sp^3	176 pm	9% C^+ Cl^-
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[3]
O	-0,38
Cl	-0,09
C#2	-0,09
H	+0,03
C#1	+0,47

Παραγωγή

1. Με επίδραση χλωριωτικών μέσων σε αιθανικό οξύ παράγεται αιθανοϋλοχλωρίδιο^[4]::

1. Με θειονυλοχλωρίδιο (SOCl₂):

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COOH+SOCl_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}COCl+SO_{2}+HCl} }$

2. Με πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl₅):

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COOH+PCl_{5}{\xrightarrow {}}CH_{3}COCl+POCl_{3}+HCl} }$

3. Με τριχλωριούχο φωσφόρο PCl₃:

${\displaystyle \mathrm {3CH_{3}COOH+PCl_{3}{\xrightarrow {}}3CH_{3}COCl+H_{3}PO_{3}} }$

2. Με επίδραση αιθανικού νατρίου (CH₃COONa) σε βενζοϋλοχλωρίδιο (PhCOCl)^[5]

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COONa+PhCOCl{\xrightarrow {}}CH_{3}COCl+PhCOONa} }$

3. Βιομηχανικά παράγεται με επίδραση υδροχλωρίου σε αιθανικό ανυδρίτη^[6]:

${\displaystyle \mathrm {(CH_{3}CO)_{2}O+HCl{\xrightarrow {}}CH_{3}COCl+CH_{3}COOH} }$

4. Μπορεί επίσης να συνθεθεί με καταλυτική καρβονυλίωση του μεθυλοχλωρίδιου^[7]:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}Cl+CO{\xrightarrow {}}CH_{3}COCl} }$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Υδρόλυση

• Με υδρόλυση μετατρέπεται σε αιθανικό οξύ^[8]

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+H_{2}O{\xrightarrow {}}CH_{3}COOH+HCl} }$

Αλκοόλυση

• Με επίδραση αλκοόλης (ROH) μετατρέπεται σε αιθανικό αλκυλεστέρα^[8]

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+ROH{\xrightarrow {}}CH_{3}COOR+HCl} }$

Αμμωνιόλυση

Με επίδραση αμμωνίας (NH₃) μετατρέπεται σε αιθαναμίδιο^[8]:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+2NH_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}CONH_{2}+NH_{4}Cl} }$

Αμινόλυση

1. Με επίδραση πρωτοταγών αμινών (RNH₂) μετατρέπεται σε αιθαναλκυλαμίδιο^[8]:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+RNH_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}CONHR+HCl} }$

2. Με επίδραση δευτεροταγών αμινών (RNHR΄) μετατρέπεται σε αιθανοδιαλκυλαμίδιο:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+RNHR{\acute {}}{\xrightarrow {}}CH_{3}CON(R)R{\acute {}}+HCl} }$

Επίδραση καρβονικού άλατος

Με επίδραση αιθανικού νατρίου μετατρέπεται σε ανυδρίτη αιθανικού οξέος^[8]:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+CH_{3}COONa{\xrightarrow {}}(CH_{3}CO)_{2}O+NaCl} }$

Επίδραση αρωματικών ενώσεων

Ακετυλιώνει αρωματικών ενώσεων κατά Friedel-Crafts. Π.χ. από βενζόλιο παράγεται ακετυλοβενζόλιο^[9]:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+PhH{\xrightarrow {AlCl_{3}}}PhCOCH_{3}+HCl} }$

Παραγωγή οργανομαγνησιακής ένωσης

Με επίδραση μαγνησίου, παρουσία άνυδρου διαιθυλαιθέρα (|Et₂O|), παράγεται ακετυλομαγνησιοχλωρίδιο^[10]:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}COMgCl} }$

Αναγωγή

1. Με καταλυτική υδρογόνωση παράγεται αιθανάλη ή και αιθανόλη^[11]

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+H_{2}{\xrightarrow[{-HCl}]{Ni}}CH_{3}CHO{\xrightarrow[{+H_{2}}]{Ni}}CH_{3}CH_{2}OH} }$

2. Με LiAlH₄ ή NaBH₄ παράγεται απευθείας αιθανόλη^[11]::

${\displaystyle \mathrm {2CH_{3}COCl+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}Li[Al(CH_{3}CH_{2}O)_{2}Cl_{2}]{\xrightarrow {+2H_{2}O}}2CH_{3}CH_{2}OH+Li[Al(OH)_{2}Cl_{2}]} }$

Επίδραση διαζωμεθανίου

Με επίδραση διαζωμεθανίου παράγεται τελικά προπανικό οξύ^[12]:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COCl+CH_{2}N_{2}{\xrightarrow {-HCl}}CH_{3}COCHN_{2}{\xrightarrow[{-N_{2}}]{Ag_{2}O}}CH_{3}CH=CO{\xrightarrow {+H_{2}O}}CH_{3}CH_{2}COOH} }$

Σημειώσεις και αναφορές

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. LeBlanc, Jr., O. H.; Laurie, V. W.; Gwinn, W. D. “Microwave Spectrum, Structure, and Dipole Moment of Formyl Fluoride” The Journal of Chemical Physics 1960, volume 33, pp. 598-600.
3. Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.8β.
5. Olah, G. A.; Ohannesian, L.; Arvanaghi, M, ”Formylating Agents” Chemical Reviews, 1987, volume 87, pp 671 - 686. DOI: 10.1021/cr00080a001, Cl αντί F.
6. Hosea Cheung, Robin S. Tanke, G. Paul Torrence “Acetic Acid” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim.
   doi:10.1002/14356007.a01_045
7. US 4352761 
8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 302, §13.5.1.
9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 302, §13.5.2.
10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = CH₃CO, X = Cl.
11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 302, §13.5.3.
12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 302, §13.5.4.

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
• Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.