Ethenon

Ethenon
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Model molekuly
Model molekuly
Obecné
Systematický názevethenon
Ostatní názvyketen, karbomethen
Funkční vzorecCH2=C=O
Sumární vzorecC2H2O
Vzhledbezbarvý plyn[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS463-51-4
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)207-336-9
PubChem10038
ChEBI48003
SMILESC=C=O
InChIInChI=1S/C2H2O/c1-2-3/h1H2
Číslo RTECSOA7700000
Vlastnosti
Molární hmotnost42,037 g/mol
Teplota tání-150 °C (123 K)[1]
Teplota varu-56 °C (217 K)[1]
Hustota g/cm3
Rozpustnost ve voděreaguje[1]
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech		rozpustný v acetonu[1]
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech		rozpustný v diethyletheru[1]
Tlak páry1,4 MPa[1]
Ionizační energie9,61 eV[1]
Termodynamické vlastnosti
Standardní molární spalná entalpie ΔH°sp1025,4 kJ/mol[1]
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS05 – korozivní a žíravé látky
GHS05
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
[1]
H-větyH220 H301 H315 H318 H319 H330 H335[1]
P-větyP203 P210 P222 P260 P261 P264+265 P270 P271 P280 P284 P301+316 P302+352 P304+340 P305+351+338 P316 P317 P319 P320 P321 P330 P332+317 P337+317 P362+364 P377 P381 P403+233 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Ethenon je systematický název ketenu, organické sloučeniny se vzorcem CH2=C=O. Jedná se o nejjednodušší sloučeninu patřící mezi keteny

Tato látka se používá jako acetylační činidlo.[2]

Vlastnosti

Ethenon je za standardních podmínek vysoce reaktivním plynem, s dráždivým zápachem. Stabilní je pouze za nízkých teplot (okolo −80 °C) a musí se tak pokaždé připravovat zvlášť těsně před použitím, aby nedošlo k dimerizaci na diketen, nebo tvorbě polymerů. Množství polymerů vzniklých při přípravě lze omezit například přidáním oxidu siřičitého.[3] Jelikož jeho molekula obsahuje kumulované dvojné vazby, tak je ethenon značně reaktivní; účastní se adičních reakcí se sloučeninami obsahujícími kyselé vodíky, za tvorby derivátů kyseliny octové, například s vodou vytváří kyselinu octovou a s primárními či sekundárními aminy příslušné acetamidy.

Příprava

Ethenon se připravuje tepelnou dehydratací kyseliny octové při 700–750 °C za použití triethylfosfátu jako katalyzátoru:[4][5]

CH3CO2H -> CH2=C=O + H2O

Také jej lze získat termolýzou acetonu při 600–700 °C.[6][7]

CH3COCH3 → CH2=C=O + CH4

Tento způsob přípravy se označuje jako Schmidlinova syntéza ketenů.[8]

Historie

Ethenon poprvé připravil v roce 1908 Hermann Staudinger reakcí bromacetylbromidu s kovovým zinkem[9][10] Roku 1910 byla popsána příprava dehydratací kyseliny octové.[11]

Později byla popsána také příprava tepelným rozkladem acetanhydridu.[12]

Výskyt

Ethenon byl pozorován v kometách a v mezihvězdném plynu.[13]

Reakce a použití

Ethenon je meziproduktem tvorby acetanhydridu z kyseliny octové, sloužícího k acetylačním reakcím.

Reakce ethenonu s amoniakem, vodou, ethanolem, a kyselinou octovou
Reakce ethenonu s amoniakem, vodou, ethanolem, a kyselinou octovou
Mechanismy výše uvedených reakcí
Mechanismy výše uvedených reakcí

Ethenon reaguje za přítomnosti Lewisových kyselin (například AlCl3, ZnCl2 nebo BF3) s formaldehydem za vzniku β-propiolaktonu.[14] Nejvýznamnějším využitím je výroba kyseliny sorbové reakcí s krotonaldehydem v toluenu za teploty okolo 50 °C a přítomnosti zinečnatých solí mastných kyselin; výsledkem reakce je polyester kyseliny 3-hydroxy-hex-4-enové, který se tepelně[15] nebo hydrolyticky rozkládá na kyselinu sorbovou.

Ethenon snadno reaguje s nukleofily za tvorby acetylových skupin; například s vodou vytváří kyselinu octovou (s tou reaguje za vzniku acetanhydridu), s amoniakem a aminy vznikají ethanamidy a se suchými halogenovodíky acetylhalogenidy.[16]

Kyselina octová vzniká přes 1,1-dihydroxyethen, který se následně tautomerizuje.[17]

Ethenon se také může dimerizovat [2+2] fotocykloadicí na cyklický produkt označovaný jako diketen; z tohoto důvodu není vhodné jej skladovat po delší dobu.[18]

Bezpečnost

Ethenon způsobuje podráždění očí, nosu, krku, a plic. Jeho toxikologické vlastnosti se podobají fosgenu.[19]

Ethenonem může vznikat při pyrolýze alfa-tokoferylacetátu, používaného v některých náplních do elektronických cigaret.[20][21]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Ethenone na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b c d e f g h i j k l https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/10038
  2. ↑ Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Příprava vydání Wiley-VCH. 1. vyd. [s.l.]: Wiley Dostupné online. ISBN 978-3-527-30385-4, ISBN 978-3-527-30673-2. doi:10.1002/14356007.a15_063. (anglicky) DOI: 10.1002/14356007. 
  3. ↑ Method for the reduction of the polymer content in the dimerisation of ketene. CH, National Institute for Occupational Safety and Health. Patentový spis EP0377438A1. 1990-07-11. Dostupné: <online> [cit. 2024-09-30].
  4. ↑ Raimund Miller; Claudio Abaecherli; Adel Said; Barry Jackson. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. [s.l.]: [s.n.], 2001. ISBN 978-3-527-30385-4. doi:10.1002/14356007.a15_063. Kapitola Ketenes. 
  5. ↑ Hans-Jürgen Arpe. Industrielle organische Chemie: Bedeutende vor- und Zwischenprodukte. Weinheim: Wiley-VCH, 2007. ISBN 978-3-527-30385-4. S. 200–201. 
  6. ↑ C. Weygand. Weygand/Hilgetag Preparative Organic Chemistry. New York: John Wiley & Sons, 1972. Dostupné online. ISBN 978-0471937494. S. 1031–1032. 
  7. ↑ C. D. Hurd; O. Kamm. Organic Syntheses. [s.l.]: [s.n.], 1941. Dostupné online. Kapitola Ketene in Organic Syntheses, s. 330. 
  8. ↑ Julius Schmidlin; Maximilian Bergman. Darstellung des Ketens aus Aceton. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1910, s. 2821–2823. Dostupné online. doi:10.1002/cber.19100430340. 
  9. ↑ H. Staudinger H. W. Klever (1908): "Keten. Bemerkung zur Abhandlung zur Abhandlung der HHrn. V. T. Wilsmore und A. W. Stewart". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1516-1517 doi:10.1002/cber.190804101275
  10. ↑ Tidwell, T. T. (2005), "Ein Jahrhundert Ketene (1905–2005): die Entdeckung einer vielseitigen Klasse reaktiver Intermediate". Angewandte Chemie, volume 117, pages 5926–5933 doi:10.1002/ange.200500098
  11. ↑ J. Schmidlin, M. Bergman (1910): Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, volume 43, page 2821 doi:10.1002/cber.19100430340
  12. ↑ Norman Thomas Mortimer Wilsmore (1907): "Keten". Journal of the Chemical Society, Transactions, 1938-1941 doi:10.1039/ct9079101938
  13. ↑ Reggie L. Hudson; Mark J. Loeffler. Ketene Formation in Interstellar Ices: A Laboratory Study. The Astrophysical Journal. 2013, s. 109. doi:10.1088/0004-637x/773/2/109. Bibcode 2013ApJ...773..109H. 
  14. ↑ Hans-Jürgen Arpe, "Industrielle Organische Chemie", 6. Aufl., 2007, WILEY-VCH Verlag, Weinheim, ISBN 978-3-527-31540-6
  15. ↑ Process for the preparation of sorbic acid by thermal decomposition. Původci vynálezu: Daniel Dr DECKER, Günter Dr ROSCHER, Christoph Dr MOLLENKOPF. EP. Patentový spis EP1295860A2. 2003-03-26. Dostupné: <online> [cit. 2024-11-04]. (anglicky)
  16. ↑ http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.9643.html
  17. ↑ Minh Tho Nguyen; Greet Raspoet. The hydration mechanism of ketene: 15 years later. Canadian Journal of Chemistry. 1999, s. 817–829. doi:10.1139/v99-090. 
  18. ↑ Christoph Taeschler :Ketenes, Ketene Dimers, and Related Substances, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2010
  19. ↑ H. A. Wooster; C. C. Lushbaugh; C. E. Redeman. The Inhalation Toxicity of Ketene and of Ketene Dimer. Journal of the American Chemical Society. 1946, s. 2743. doi:10.1021/ja01216a526. 
  20. ↑ The Vaping-Related Lung Disease Outbreak May be Coming to an End [online]. Dostupné online. 
  21. ↑ Dan Wu; Donal F. O’Shea. Potential for release of pulmonary toxic ketene from vaping pyrolysis of vitamin E acetate. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020, s. 6345–6355. doi:10.1073/pnas.1920925117. PMID 32156732. Bibcode 2020PNAS..117.6349W. 

Externí odkazy

  • Obrázky, zvuky či videa k tématu ethenon na Wikimedia Commons