Дикетен
Дикетен (4-метилен-2-оксетанон) — димер кетена, бесцветная жидкость с резким запахом. Нерастворим в воде, растворим в органических растворителях, при комнатной температуре нестабилен.
Дикетен | |
---|---|
Общие | |
Систематическое наименование |
4-метилен-2-оксетан-2-он |
Традиционные названия | дикетен, ацетилкетен, β-метилен-β-пропиолактон |
Хим. формула | C4H4O2 |
Рац. формула | C4H4O2 |
Физические свойства | |
Молярная масса | 84,08 г/моль |
Плотность | 1,09 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | -6,5 °C |
• кипения | 127 °C |
• вспышки | 34 °C |
• воспламенения | 310 °C |
Оптические свойства | |
Показатель преломления | 1,4378 |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 674-82-8 |
PubChem | 12661 |
Рег. номер EINECS | 211-617-1 |
SMILES | |
InChI | |
ChemSpider | 12140 |
Безопасность | |
ЛД50 |
морские свинки, ингаляционно - 3 мг/м3, крысы, орально - 614 мг/кг |
Токсичность | Ирритант, оказывает сильное раздражающее действие на глаза и верхние дыхательные пути. Токсичен, при вдыхании паров вызывает отек легких |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. |
Дикетен получают димеризацией кетена, растворенного в ацетоне при 40-50°С, пиролиз дикетена при 400—500 °С дает исходный кетен.
Реакционная способность
Дикетен содержит высоконапряженный оксетановый цикл, включающий два sp2-гибридизованных атома углерода и чрезвычайно реакционноспособен из-за сильного отклонения валентных углов в цикле от нормальных. Так, жидкий дикетен склонен к самоконденсации, основным продуктом является димер — дегидрацетовая кислота:
2 | |
Дикетен | Дегидрацетовая кислота |
Дикетен является лактоном енольной формы ацетоуксусной кислоты и для него типичны реакции с нуклеофилами, протекающие с раскрытием лактонного цикла и ведущие к образованию производных ацетоуксусной кислоты:
Дикетен бурно реагирует с водой с образованием ацетоуксусной кислоты, разлагающейся in situ до ацетона и диоксида углерода. Спирты и амины ацилируются дикетеном с образованием сложных эфиров и амидов ацетоуксусной кислоты, дикетен также ацилирует и тиолы с образованием эфиров тиоацетоуксусной кислоты.
В условиях кислотного катализа дикетен взаимодействует со стерически незатрудненными кетонами с образованием циклических аддуктов — 2,2-дизамещенных 6-метил-4H-1,3-диоксин-4-онов [1], аддукт дикетена с ацетоном (2,2,6-триметил-4H-1,3-диоксин-4-он) используется в синтетической практике как синтетический эквивалент токсичного, нестабильного и неудобного в использовании дикетена[2].
Применение
Дикетен широко используется в органическом синтезе для получения различных производных ацетоуксусной кислоты — эфиров анилидов, диалкиламидов, использующихся в качестве полупродуктов в синтезе фармацевтических препаратов, красителей, инсектицидов и фунгицидов.
Димеризация дикетена является промышленным методом синтеза дегидрацетовой кислоты, использующейся в качестве и бактерицида, и фунгицида, а также как консервант в пищевой промышленности (E265).
В лабораторной практике взаимодействие дикетена со спиртами применяется для получения ацетоуксусных эфиров, синтез которых конденсацией Клайзена затруднен (например, трет-бутилацетоуксусного эфира[3])
Примечания
- Carroll, Michael F.; Alfred R. Bader. The Reactions of Diketene with Ketones (англ.) // J. Am. Chem. Soc. : journal. — 1953. — Vol. 75, no. 21. — P. 5400—5402. — ISSN 0002-7863. — doi:10.1021/ja01117a076.
- Clemens, Robert J.; John A. Hyatt. Acetoacetylation with 2,2,6-trimethyl-4H-1,3-dioxin-4-one: a convenient alternative to diketene (англ.) // J. Org. Chem. : journal. — 1985. — Vol. 50, no. 14. — P. 2431—2435. — ISSN 0022-3263. — doi:10.1021/jo00214a006.
- Sven-Olov Lawesson, Susanne Gronwall, and Rune Sandberg. t-Butyl acetoacetate. Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.155 (1973); Vol. 42, p.28 (1962). (недоступная ссылка). Дата обращения: 11 ноября 2011. Архивировано 15 января 2011 года.