Оксетан

Оксетан
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Хим. формула C3H6O
Физические свойства
Молярная масса 58,08 г/моль
Плотность 0,8930 г/см³
Энергия ионизации 9,67 эВ[2]
Термические свойства
Температура
 • плавления −97 °C[1]
 • кипения 49–50 °C
Структура
Дипольный момент 6,5E−30 Кл·м[2]
Классификация
Рег. номер CAS 503-30-0
PubChem
Рег. номер EINECS 207-964-3
SMILES
 
InChI
ChEBI 30965
ChemSpider
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Оксетан (1,3-пропиленоксид, триметиленоксид, 1-оксациклобутан) — четырёхчленный кислородсодержащий насыщенный гетероцикл, содержащий один атом кислорода. Бесцветная жидкость, хорошо растворимая в воде, этаноле, диэтиловом эфире и полярных органических растворителях.

Реакционная способность

[править | править код]

Оксетан является циклическим простым эфиром и обладает сходной реакционной способностью. Молекула оксетана плоская, электронная плотность на атоме кислорода выше, а на α-атомах углерода ниже, чем у ненапряжённых простых эфиров.

Вместе с тем, за счёт напряжённости четырехчленного цикла и повышенной, по сравнению с ненапряженными простыми эфирами, электрофильности α-углеродных атомов и нуклеофильности кислорода, для оксетана и его гомологов характерны реакции раскрытия цикла:

(CH2)3O + RNH2 RNH(CH2)3OH
(CH2)3O + RMgX R(CH2)3OH
(CH2)3O + HCl Cl(CH2)3OH

В присутствии кислот Льюиса в неполярных растворителях оксетан полимеризуется:

n(CH2)3O (CH2CH2CH2O)n

Оксетаны получают действием щелочей на 3-галоген-1-пропанолы (или их сложные эфиры), при этом происходит внутримолекулярное алкилирование с замыканием оксетанового цикла. Так, незамещённый оксетан может быть синтезирован циклизацией 3-хлорпропилацетата под действием гидроксида калия при 150 °C, выход при этом составляет ~40 %[3]:

ClCH2CH2CH2OCOCH3 + 2KOH (CH2)3O + CH3COOK + KCl + H2O

Другим методом синтеза оксетанов является фотохимическое 1,2-присоединение карбонильных соединений к алкенам (реакция Патерно-Бюхи):

cenrter

В качестве карбонильного компонента в таком циклоприсоединении могут участвовать алифатические и ароматические альдегиды и кетоны, хиноны, и т. п., в качестве алкенового — ациклические и циклические олефины, некоторые гетероциклы (например, фуран) и кетенимины; при использовании несимметрично замещённых алкенов образуются смеси изомерных оксетанов.

Пропиолактон

  1. Bradley J., Williams A., Andrew S.I.D. Lang Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset // (unknown type) — 2014. — doi:10.6084/M9.FIGSHARE.1031637.V2
  2. 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbookCRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
  3. C. R. Noller (1955), «Trimethylene oxide», Org. Synth. 29: 92, http://www.orgsyn.org/orgsyn/orgsyn/prepContent.asp?prep=CV3P0835 Архивная копия от 6 июня 2011 на Wayback Machine ; Coll. Vol. 3: 835