シクロブタノン

シクロブタノン
名前
	推奨IUPAC名シクロブタノン
識別子
CAS番号	1191-95-3;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	13840;
ECHA 情報カード	100.013.405
PubChem CID	14496;
ユニイ	6PF2SH405U;
CompToxダッシュボード（EPA）	DTXSID9061592;
	InChI InChI=1S/C4H6O/c5-4-2-1-3-4/h1-3H2 キー: SHQSVMDWKBRBGB-UHFFFAOYSA-N;
	笑顔 O=C1CCC1;
プロパティ
化学式	C 4 H 6 O
モル質量	70.091 g·mol −1
外観	無色の液体
密度	0.9547 g/cm 3 (0 °C)
融点	−50.9 °C (−59.6 °F; 222.2 K)
沸点	99.75℃（211.55℉; 372.90 K）
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。情報ボックスの参照

化合物

シクロブタノンは、分子式(CH ₂ ) ₃ COの有機化合物です。四員環の環状ケトン（シクロアルカノン）です。室温では無色の揮発性液体です。シクロプロパノンは非常に敏感であるため、シクロブタノンは最も扱いやすい環状ケトンです。

準備

ロシアの化学者ニコライ・キシュナーは、シクロブタンカルボン酸から低収率でシクロブタノンを初めて合成した。^[2]^[3] キシュナーの方法は複数のステップを要し、煩雑で非効率的であったため、その後、より効率的で高収率の合成法が開発されてきた。^[4]

一つの戦略は、5炭素構成要素の分解です。例えば、シクロブタンカルボン酸の酸化的脱炭酸反応は、他の試薬や方法を用いることで改善されました。

P.リップとR.ケスターは、より新しく効率的なシクロブタノンの製法を発見した。これは、ジアゾメタンのジエチルエーテル溶液をケテンと反応させるものである。^{[5]この反応は、最初に形成された}シクロプロパノン中間体の環拡大に基づいており、分子状窒素が分離される。

反応機構は^14C標識ジアゾメタンを用いた反応によって確認された。 ^[6]

シクロブタノンの別の合成法としては、容易に入手できるメチレンシクロプロパンのエポキシ化によって生成されるオキサスピロペンタンのヨウ化リチウム触媒転位反応が挙げられる：^[7]^[8]

シクロブタノンは、 1,3-ジチアンを 1-ブロモ-3-クロロプロパンでジアルキル化し、続いて塩化水銀（HgCl ₂）と炭酸カドミウム（CdCO ₃）でケトンに脱保護するという2段階の手順で製造することもできる。 ^[9]

シクロブタノンはホモファヴォルスキー転位の中間体であり、ケルソエンの合成のように求核剤が存在しない場合に単離することができる。

反応

約350℃で、シクロブタノンはエチレンとケテンに分解する。^{[10]この[2+2]環化脱離反応の}活性化エネルギーは52 kcal/molである。逆反応であるケテンとエチレンの[2+2]環化付加反応は、これまで観察されていない。

参照

その他の環状ケトン：

参考文献

^ abc CRC化学物理ハンドブック. 第90巻. フロリダ州ボカラトン: CRCプレス.
^ N. キシュナー (1905). "「Über die Einwirkung von Brom auf die Amide α-bromsubstituierter Säuren」。Journal der Russischen Physikalisch-Chemischen Gesellschaft . 37 : 103–105 .
^ N. キシュナー (1905)。「ユーバー・ダス・シクロブタノン」。Journal der Russischen Physikalisch-Chemischen Gesellschaft。37：106～ 109
^ ディーター・ゼーバッハ(1971)。「等環性環状言語結合」。ホーベンにて。ワイル。ミュラー（編）。有機化学法。 Vol. Ⅳ/4.シュトゥットガルト：ゲオルク・ティエメ・フェルラーク。
^ P. リップと R. ケスター (1931)。「アイン・ノイアー・ウェグ・ツム・シクロブタノン」。Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft。64 (11): 2823–2825。土井:10.1002/cber.19310641112。
^ Semenow, Dorothy A.; Cox, Eugene F.; Roberts, John D. (1956). 「小環化合物 XIV. ケテンとジアゾメタン-14C1からの放射性シクロブタノン」アメリカ化学会誌. 78 (13): 3221– 3223. doi :10.1021/ja01594a069.
^ Salaün, JR; Conia, JM (1971). 「オキサスピロペンタン. シクロブタノンへの迅速合成法」. Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications (23): 1579b–1580. doi :10.1039/C2971001579B.
^ JR Salaün, J. Champion, JM Conia (1977). 「メチレンシクロプロパンからオキサスピロペンタンを経由したシクロブタノンの合成」.有機合成. 57:36 . doi :10.15227/orgsyn.057.0036{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク);集成第6巻、320ページ。
^ D. Seebach, AK Beck (1971). 「1,3-ジチアンからの環状ケトン：シクロブタノン」.有機合成. 51 : 76. doi :10.15227/orgsyn.051.0076;集成第6巻、316ページ。
^ Das, MN; Kern, F.; Coyle, TD; Walters, WD (1954). 「シクロブタノン1の熱分解」.アメリカ化学会誌. 76 (24): 6271– 6274. doi :10.1021/ja01653a013.

[CRC-1] CRC化学物理ハンドブック. 第90巻. フロリダ州ボカラトン: CRCプレス.

[2] N. キシュナー (1905). "「Über die Einwirkung von Brom auf die Amide α-bromsubstituierter Säuren」。Journal der Russischen Physikalisch-Chemischen Gesellschaft . 37 : 103–105 .

[3] N. キシュナー (1905)。「ユーバー・ダス・シクロブタノン」。Journal der Russischen Physikalisch-Chemischen Gesellschaft。37：106～ 109

[4] ディーター・ゼーバッハ(1971)。「等環性環状言語結合」。ホーベンにて。ワイル。ミュラー（編）。有機化学法。 Vol. Ⅳ/4.シュトゥットガルト：ゲオルク・ティエメ・フェルラーク。

[5] P. リップと R. ケスター (1931)。「アイン・ノイアー・ウェグ・ツム・シクロブタノン」。Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft。64 (11): 2823–2825。土井:10.1002/cber.19310641112。

[6] Semenow, Dorothy A.; Cox, Eugene F.; Roberts, John D. (1956). 「小環化合物 XIV. ケテンとジアゾメタン-14C1からの放射性シクロブタノン」アメリカ化学会誌. 78 (13): 3221– 3223. doi :10.1021/ja01594a069.

[7] Salaün, JR; Conia, JM (1971). 「オキサスピロペンタン. シクロブタノンへの迅速合成法」. Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications (23): 1579b–1580. doi :10.1039/C2971001579B.

[Orgsyn_CV6P0320-8] JR Salaün, J. Champion, JM Conia (1977). 「メチレンシクロプロパンからオキサスピロペンタンを経由したシクロブタノンの合成」.有機合成. 57:36 . doi :10.15227/orgsyn.057.0036{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク);集成第6巻、320ページ。

[9] D. Seebach, AK Beck (1971). 「1,3-ジチアンからの環状ケトン：シクロブタノン」.有機合成. 51 : 76. doi :10.15227/orgsyn.051.0076;集成第6巻、316ページ。

[10] Das, MN; Kern, F.; Coyle, TD; Walters, WD (1954). 「シクロブタノン1の熱分解」.アメリカ化学会誌. 76 (24): 6271– 6274. doi :10.1021/ja01653a013.