环丁酮

环丁酮
IUPAC名 Cyclobutanone
识别
CAS号	1191-95-3
PubChem	14496
ChemSpider	13840
SMILES	O=C1CCC1
性质
化学式	C4H6O
摩尔质量	70.09 g·mol^−1
外观	无色液体
密度	0.9547 g/cm^3 (0 °C)[1]
熔点	-50.9 °C（222 K）（[1]）
沸点	99.75 °C（373 K）（[1]）
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

环丁酮是一种环酮，化学式 (CH₂)₃CO。它在室温下为无色挥发性液体。由于环丙酮高度敏感，因此环丁酮是容易存放的环酮中最小的。

制备

俄国化学家Nikolai Kischner（英语：Nikolai Kischner）于1905年首次制备环丁酮。[2][3]他用了几个反应步骤，从环丁烷甲酸中低收率合成了环丁酮。按照今天的标准，这个过程既麻烦又低效。

从环丁烷甲酸转化成环丁酮

此后，人们开发了更高效、高产的合成方法。[4]一种方法涉及了五碳有机物的分解。举个例子，环丁烷甲酸的脱羧反应可通过其它试剂和方法改进。之后，P. Lipp和R. Köster发现了环丁酮更高效的制备方法，那就是重氮甲烷的乙醚溶液和乙烯酮的反应。[5]该反应基于环丙酮中间体的扩环。它的反应机理已通过^14C标记的重氮甲烷确认。[6]

由乙烯酮和重氮甲烷经过环丙酮反应成环丁酮

环丁酮的另一种合成方法涉及锂催化的氧杂螺环戊烷异构化反应，后者则是由亚甲基环丙烷（英语：methylenecyclopropane）的环氧化而成。[7][8]

通过异构化制备环丁酮

环丁酮也可以由1,3-二硫六环（英语：1,3-dithiane）和1-溴-3-氯丙烷反应，然后用氯化汞（HgCl₂）和碳酸镉（CdCO₃）脱保护生成的酮。[9]

反应

环丁酮在350 °C以上分解成乙烯和乙烯酮。[10]这个[2+2]环消除反应的活化能为52 kcal/mol。它对应的逆反应为乙烯和乙烯酮的[2+2]环加成反应，而这个逆反应从未被发现。

环丁酮的分解

参见

其它环酮：

• 环丙酮
• 环戊酮
• 环己酮
• 环庚酮

参考资料

1. CRC Handbook of Chemistry and Physics 90. Boca Raton, Florida: CRC Press. 
2. N. Kishner. 'Über die Einwirkung von Brom auf die Amide α-bromsubstituierter Säuren. Journal der Russischen Physikalisch-Chemischen Gesellschaft. 1905, 37: 103–105. 
3. N. Kishner. Über das Cyklobutanon. Journal der Russischen Physikalisch-Chemischen Gesellschaft. 1905, 37: 106–109. 
4. Dieter Seebach. Isocyclische Vierringverbindungen. Houben; Weyl; Müller (编). Methoden der Organischen Chemie IV/4. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. 1971. 
5. P. Lipp und R. Köster. Ein neuer Weg zum Cyclobutanon. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1931, 64 (11): 2823–2825. doi:10.1002/cber.19310641112. 
6. Semenow, Dorothy A.; Cox, Eugene F.; Roberts, John D. Small-Ring Compounds. XIV. Radioactive Cyclobutanone from Ketene and Diazomethane-14C1. Journal of the American Chemical Society. 1956, 78 (13): 3221–3223. doi:10.1021/ja01594a069. 
7. Salaün, J. R.; Conia, J. M. Oxaspiropentane. A rapid route to cyclobutanone. Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications. 1971, (23): 1579b–1580. doi:10.1039/C2971001579B. 
8. J. R. Salaün, J. Champion, J. M. Conia (1977). "Cyclobutanone from Methylenecyclopropane via Oxaspiropentane". Org. Synth. 57: 36; Coll. Vol. 6: 320. 
9. D. Seebach, A. K. Beck (1971). "Cyclic Ketones from 1,3-Dithiane: Cyclobutanone". Org. Synth. 51: 76; Coll. Vol. 6: 316. 
10. Das, M. N.; Kern, F.; Coyle, T. D.; Walters, W. D. The Thermal Decomposition of Cyclobutanone1. Journal of the American Chemical Society. 1954, 76 (24): 6271–6274. doi:10.1021/ja01653a013.