Диоксоланы

Диоксоланы
Общие
Систематическое наименование	1,3-​диоксолан
Хим. формула	C3H6O2
Физические свойства
Молярная масса	74.08 г/моль
Плотность	1.06 г/см³
Энергия ионизации	9,9 эВ[1]
Термические свойства
Температура
• плавления	-95 °C
• кипения	75 °C
Структура
Дипольный момент	4,0E−30 Кл·м[1]
Классификация
Рег. номер CAS	646-06-0
PubChem	12586
Рег. номер EINECS	211-463-5
SMILES	O1COCC1
InChI	InChI=1S/C3H6O2/c1-2-5-3-4-1/h1-3H2 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	87597
ChemSpider	12066
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Диоксоланы — органическое соединение класса пятичленных гетероциклов, содержащих в кольце 2 атома кислорода. В зависимости от положения атомов кислорода различают 1,2- и 1,3-диоксолан. Наиболее стабильны 1,3-диоксоланы.

1,3-диоксолан

Химические свойства

2-бромэтилформиат

1,3-диоксолан легко растворяется в воде, с иодом образует комплекс, с бромом реагирует, образуя 2-бромэтилформиат. С хлором реакция приводит к смеси замещенных по 2-м или 4-м положении.

Применение

• 1,3-диоксолан можно рассматривать как циклический ацеталь формальдегида и этиленгликоля, а замещенные по второму положению 1,3-диоксоланы — как ацетали других альдегидов или кетонов.

Перевод в 1,3-диоксоланы является защитой для альдегидов и кетонов[2] или 1,2-диолов[3], поскольку они устойчивы к действию оснований и устойчивы в нейтральной среде.

• 
  Защита альдегидной группы
• 
  Защита кетогруппы
• 
  Защита 1,2-диолов

• Используется в качестве экстрагента для жиров, масел, восков.
• В качестве низкокипящего растворителя красок и эфиров целлюлозы.
• При перемешивании раствора реагентов в присутствии ортоэфиров как водопоглощающего средства[4].

Методы синтеза

• 1,3-диоксолан получают из формалина и этиленгликоля кипячением в присутствии фосфорной кислоты[5].
• 2-замещённые 1,3-диоксоланы кипячением смеси альдегида и этиленгликоля в бензоле (толуоле, хлороформе, ксилоле, трихлорэтилене, дихлорметане) в присутствии пара-толуолсульфокислоты с азеотропной отгонкой образующейся воды и катализе пара-толуолсульфокислотой.
• обменным способом, когда кетон смешивается с диоксоланом более летучего кетона (ацетон, 2-бутанон и др.). При кипячении в присутствии пара-толуолсульфокислоты происходит обмен и более летучий кетон покидает сферу реакции, смещая равновесие в нужную сторону.
• реакцией этиленоксида с кетонами или альдегидами в присутствии SnCl₄

• кипячением кеталей или ацеталей с 1,2-диолами[6][7].

Свойства

1,3-диоксоланы и их производные гидролизуются в кислой среде, образуя соответствующие альдегид и гликоль.

1,2-диоксолан

1,2-диоксоланы и их производные является циклическими пероксидами, и поэтому нестабильны: сам 1,2-диоксолан устойчив только до 35 °C. Его производные легко разлагаются при нагревании и облучении[8]. Их получают по следующим схемам:

Соединения, содержащие структуру 1,2-диоксолана, — промежуточные продукты в биосинтезе эндо-пероксидов простагландинов.

Примечания

1. David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
2. Дж. МакОми. Защитные группы в органической химии. — М.: Мир, 1976. — С. 305—307.
3. W. Theilheimer. Synthetic Methods of Organic Chemistry. Interscience Publ. Inc., V 13, 1959, p. 34.
4. TETRAHEDRON, 1983, 39, N 6, 991—997.
5. И. Губен. Методы органической химии, том 3 выпуск 1. — М.-Л.: ОНТИ, 1934.
6. J. AMER. CHEM. SOC., 1982, 104, N 3, 853—855.
7. J. CHEM. RES. SYNOP., 1980, NO 18, 95 (M 1163—1173)
8. Химическая энциклопедия Т2. — М.: Сов. Энциклопедия, 1990. — С. 74.