2-Metylooktan

2-Metylooktan
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
	2-metylooktan
	Inne nazwy i oznaczenia
	izononan, 2,2-dimetyloheptan
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	C9H20
Masa molowa	128,26 g/mol
Wygląd	bezbarwna ciecz
	Identyfikacja
Numer CAS	3221-61-2; 34464-40-9
PubChem	18591
SMILES
	CCCCCCC(C)C
InChI
	InChI=1S/C9H20/c1-4-5-6-7-8-9(2)3/h9H,4-8H2,1-3H3
	InChIKey
	ZUBZATZOEPUUQF-UHFFFAOYSA-N
Właściwości
	Gęstość
	0,7095 g/cm³; ciecz
	Rozpuszczalność w wodzie
	nierozpuszczalny
	w innych rozpuszczalnikach
	rozpuszczalny w etanolu i eterze dietylowym, dobrze w eterze naftowym, słabo w CCl; 4
Temperatura topnienia	−80,1 °C; −80,3 °C; −80,49±0,02 °C
Temperatura wrzenia	141,6 °C (736 Tr); 142,8 °C; 143 °C; 143,255 °C
Punkt krytyczny	309,7 °C; 2,30 MPa; 0,234 g/cm³
Współczynnik załamania	1,40285 (589 nm, 20 °C); 1,4030 (589 nm, 20 °C); 1,4031 (589 nm, 20 °C); 1,4032 (589 nm, 20 °C)
Lepkość	52,5 cP (37,8 °C); 27,9 cP (100 °C)
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2016-06-27]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie podanego źródła
Uwaga
Zwroty H	H226
Zwroty P	brak zwrotów P
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	3 0 0
Temperatura zapłonu	26 °C (metoda zamkniętego tygla)
Granice wybuchowości	0,74–2,9%
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

2-Metylooktan, C
9H
20 – organiczny związek chemiczny z grupy alkanów, jeden z izomerów konstytucyjnych nonanu. Występuje w napojach alkoholowych. Jest jednym z głównych składników olejku z dziurawca zwyczajnego^[7]. Związek ten występuje również w ropie naftowej, z której w postaci czystej wydzielono go w 1937 roku^[4].

Otrzymywanie

2-Metylooktan został otrzymany w 1913 roku przez Ernsta Spätha w trakcie jego badań nad reakcjami związków Grignarda z halogenkami alkilowymi w roztworze eteru dietylowego^[8]. Można go również otrzymać poprzez dehydratację 2-metylo-2-oktanolu, który powstaje w wyniku reakcji 2-heptanonu z bromkiem metylomagnezu^[5]:

O=C(CH
3)((CH
2)
5CH
3) + CH
3MgBr → (CH
3)
2C(OH)CH
2CH
2CH
2CH
2CH
2CH
3

(CH
3)
2C(OH)CH
2CH
2CH
2CH
2CH
2CH
3 → (CH
3)
2C=CHCH
2CH
2CH
2CH
2CH
3 + H
2O

W kolejnym etapie otrzymaną olefinę uwodornia się z użyciem wodoru w chwili powstania (otrzymanego np. w reakcji pyłu cynkowego z suchym chlorowodorem)^[5] lub za pomocą wodoru cząsteczkowego wobec niklu Raneya na aktywowanym tlenku glinu w charakterze katalizatora oraz wobec podwyższonego ciśnienia^[3]:

(CH
3)
2C=CHCH
2CH
2CH
2CH
2CH
3 + H
2 → (CH
3)
2CHCH
2CH
2CH
2CH
2CH
2CH
3

Wydzielenie 2-metylooktanu z ropy naftowej jest dość złożone. W 1937 roku wykorzystano do tego frakcję wrzącą w zakresie 140–145 °C, otrzymaną z ropy naftowej pochodzącej z pól naftowych w Oklahomie. W pierwszym etapie wyekstrahowano z niej ksyleny (głównie o-ksylen) za pomocą ciekłego SO
2. Po tej procedurze frakcja ta zawierała co najmniej 2 węglowodory naftenowe o 9 atomach węgla, 4 łańcuchowe izomery nonanu oraz niewielką zawartość węglowodorów aromatycznych. Frakcję tą rozdestylowano pod ciśnieniem 215 Tr za pomocą kolumny rektyfikacyjnej wyposażonej w 30 półek dzwonowych. Frakcje zebrane w zakresie temperatury 100,5–103,5 °C (co odpowiada frakcji wrzącej w zakresie 142,5–145,5 °C pod ciśnieniem normalnym) zawierały wciąż około 2% molowych węglowodorów aromatycznych, więc przefiltrowano je przez złoże żelu krzemionkowego, a następnie poddano destylacji z lodowatym kwasem octowym w celu przeprowadzenia naftenów w wyżej wrzące pochodne octanowe. W kolejnym etapie uzyskany destylat poddano rektyfikacji za pomocą kolumny posiadającej 60 półek teoretycznych stosując ponownie ciśnienie 215 Tr, zbierając pojedyncze frakcje co 0,2 °C. Bogate w 2-metylooktan były frakcje wrzące w zakresie 100,8–102 °C. Poddano je krystalizacji z dichlorodifluorometanu, produkt przefiltrowano przez złoże żelu krzemionkowego w celu usunięcia śladów rozpuszczalnika. Uzyskane 250 cm³ produktu rozdestylowano na 20 frakcji. Wszystkie otrzymane frakcje wrzały w temperaturze 143,35 °C, jednak pierwsza i trzy ostatnie miały nieco wyższy współczynnik załamania światła. Środkowe 100 cm³ uznano za najlepszy wzorzec 2-metylooktanu pochodzącego z ropy^[4].

Ropa naftowa jako źródło 2-metylooktanu jest łatwo dostępna, jednak procedura wydzielania jest złożona, dlatego poszukiwano innych dróg syntezy z łatwo dostępnych surowców. Wykorzystano do tego celu 2-oktanol, który po przeprowadzeniu w 2-jodooktan pozwala na otrzymanie 2-metylooktanu w reakcji z odczynnikiem Gilmana^[9].

Właściwości

2-Metylooktan jest bezbarwną cieczą^[1] nierozpuszczalną w wodzie, słabo rozpuszczalną w tetrachlorku węgla, rozpuszczalną w etanolu i eterze dietylowym oraz bardzo dobrze rozpuszczalną w eterze naftowym^[2]. Wartość jego stałej dielektrycznej względem powietrza w 20 °C wynosi 1,967^[10]. Gęstości względne 2-metylooktanu wynoszą: 0,7134 (w 20 °C)^[d]; 0,7132 (w 20 °C)^[e]^[5]; 0,7107 (w 20,1 °C)^[e]^[3].

Uwagi

↑ Nazwa izononan bywa stosowana również w odniesieniu do innych rozgałęzionych izomerów nonanu, np. 3-metylooktanu bądź 4-metylooktanu.
↑ ^a ^b Wartości wyznaczone niezależnie od autorów przez amerykańskie National Bureau of Standards, autorzy podali temperaturę topnienia −80 °C oraz współczynnik załamania światła 1,40285.
↑ Wartość wyznaczona przez E.R. Smitha z National Bureau of Standards, autorzy podali 142,8 °C.
↑ Wartość wyznaczona względem gęstości wody o temperaturze 4 °C przez Wydział Wag i Miar Narodowego Biura Standardów USA, autorzy podali 0,7107 w 20 °C.
↑ ^a ^b Wartość wyznaczona względem gęstości wody o temperaturze 4 °C.

Przypisy

↑ ^a ^b ^c ^d ^e 2-Methyloctane (nr 68170) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2016-06-27]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 95, Boca Raton: CRC Press, 2014, s. 3-384, 6-68, ISBN 978-1-4822-0867-2 (ang.).
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Frank C. Whitmore, H. Philip Orem. A New Synthesis of Tertiary Hydrocarbons. „Journal of the American Chemical Society”. 60 (11), s. 2573–2574, 1938. DOI: 10.1021/ja01278a004.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e Joseph D. White, Augustus R. Glasgow. Separation of three methyloctanes from midcontinent petroleum. „Journal of the Research of the National Bureau of Standards”. 19, s. 423–435, 1937. [dostęp 2016-07-08].
↑ ^a ^b ^c ^d ^e Frank C. Whitmore, Harriet A. Southgate. The Nonanes. 2-Methyloctane, 3-Ethylheptane, 2,3-Dimethylheptane and 2,2,4,4-Tetramethylpentane. „Journal of the American Chemical Society”. 60 (11), s. 2571–2573, 1938. DOI: 10.1021/ja01278a003.
↑ 2-Methyloctane (nr 68170) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2016-06-27]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ Isononane, [w:] Human Metabolome Database [online], Genome Canada, HMDB31556 [dostęp 2016-06-27] (ang.).
↑ Ernst Späth. Über die Einwirkung von Halogenalkylen auf Alkylmagnesiumhaloide. „Monatshefte für Chemie”. 34 (10), s. 1965–2014, 1913. DOI: 10.1007/BF01518988. (niem.).
↑ Bruce H. Lipshutz, Joseph A. Kozlowski, Curt M. Breneman. Chemical and spectroscopic studies on copper iodide derived organocuprates: new insight into the composition of Gilman’s reagent. „Journal of the American Chemical Society”. 107 (11), s. 3197–3204, 1985. DOI: 10.1021/ja00297a027.
↑ T.W. Richards, J.W. Shipley. The dielectric constants of typical aliphatic and aromatic hydrocarbons, cyclohexane, cyclohexanone, and cyclohexanol. „Journal of the American Chemical Society”. 41 (12), s. 2002–2012, 1919. DOI: 10.1021/ja02233a017.

[nazwa-1] Nazwa izononan bywa stosowana również w odniesieniu do innych rozgałęzionych izomerów nonanu, np. 3-metylooktanu bądź 4-metylooktanu.

[NBS-5] Wartości wyznaczone niezależnie od autorów przez amerykańskie National Bureau of Standards, autorzy podali temperaturę topnienia −80 °C oraz współczynnik załamania światła 1,40285.

[Smith-8] Wartość wyznaczona przez E.R. Smitha z National Bureau of Standards, autorzy podali 142,8 °C.

[DWM-14] Wartość wyznaczona względem gęstości wody o temperaturze 4 °C przez Wydział Wag i Miar Narodowego Biura Standardów USA, autorzy podali 0,7107 w 20 °C.

[ww4-15] Wartość wyznaczona względem gęstości wody o temperaturze 4 °C.

[SA-2] 2-Methyloctane (nr 68170) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2016-06-27]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[CRC-3] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 95, Boca Raton: CRC Press, 2014, s. 3-384, 6-68, ISBN 978-1-4822-0867-2 (ang.).

[Whitmore2-4] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Frank C. Whitmore, H. Philip Orem. A New Synthesis of Tertiary Hydrocarbons. „Journal of the American Chemical Society”. 60 (11), s. 2573–2574, 1938. DOI: 10.1021/ja01278a004.

[White-6] Joseph D. White, Augustus R. Glasgow. Separation of three methyloctanes from midcontinent petroleum. „Journal of the Research of the National Bureau of Standards”. 19, s. 423–435, 1937. [dostęp 2016-07-08].

[Whitmore1-7] Frank C. Whitmore, Harriet A. Southgate. The Nonanes. 2-Methyloctane, 3-Ethylheptane, 2,3-Dimethylheptane and 2,2,4,4-Tetramethylpentane. „Journal of the American Chemical Society”. 60 (11), s. 2571–2573, 1938. DOI: 10.1021/ja01278a003.

[SA-US-9] 2-Methyloctane (nr 68170) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2016-06-27]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[HMDB-10] Isononane, [w:] Human Metabolome Database [online], Genome Canada, HMDB31556 [dostęp 2016-06-27] (ang.).

[Spath-11] Ernst Späth. Über die Einwirkung von Halogenalkylen auf Alkylmagnesiumhaloide. „Monatshefte für Chemie”. 34 (10), s. 1965–2014, 1913. DOI: 10.1007/BF01518988. (niem.).

[Lipshutz-12] Bruce H. Lipshutz, Joseph A. Kozlowski, Curt M. Breneman. Chemical and spectroscopic studies on copper iodide derived organocuprates: new insight into the composition of Gilman’s reagent. „Journal of the American Chemical Society”. 107 (11), s. 3197–3204, 1985. DOI: 10.1021/ja00297a027.

[Richards-13] T.W. Richards, J.W. Shipley. The dielectric constants of typical aliphatic and aromatic hydrocarbons, cyclohexane, cyclohexanone, and cyclohexanol. „Journal of the American Chemical Society”. 41 (12), s. 2002–2012, 1919. DOI: 10.1021/ja02233a017.

[7]

[4]

[a]

[1]

[2]

[3]

[b]

[5]

[c]

[6]

[8]

[9]

[10]

[d]

[e]