Циклопентилметиловый эфир
Циклопентилметиловый эфир
Химическая структура циклопентилметилового эфира
Химическая структура циклопентилметилового эфира
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
Метоксициклопентан
Другие имена
КПМЕ
Идентификаторы
  • 5614-37-9 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
ChemSpider
  • 122157 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.104.006
Номер ЕС
  • 445-090-6
CID PubChem
  • 138539
УНИИ
  • 4067E5GBКБ проверятьИ
  • DTXSID2074958
  • InChI=1S/C6H12O/c1-7-6-4-2-3-5-6/h6H,2-5H2,1H3
    Ключ: SKTCDJAMAYNROS-UHFFFAOYSA-N
  • COC1CCCC1
Характеристики
С6Н12О​​​​
Молярная масса100,161  г·моль −1
ПоявлениеБесцветная прозрачная жидкость
Плотность0,8630 г/см 3 (20 °C) [1]
Температура плавления−140 °C (−220 °F; 133 К)
Точка кипения106 °C (223 °F; 379 К) [1]
0,011 г/г
Опасности
Маркировка СГС :
GHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS07: Восклицательный знак
Опасность
Х225 , Х302 , Х312 , Х315 , Х319
P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P264 , P270 , P280 , P301+P312 , P302+P352 , P303+P361+P353 , P305+P351+P338 , P312 , P321 , P322 , P330 , P332+P313 , P337+P313 , P362 , P363 , P370+P378 , P403+P235 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g. chloroformFlammability 3: Liquids and solids that can be ignited under almost all ambient temperature conditions. Flash point between 23 and 38 °C (73 and 100 °F). E.g. gasolineInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
2
3
0
точка возгорания−1 °C (30 °F; 272 К)
Паспорт безопасности (SDS)ПБМ
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
проверятьИ проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Циклопентилметиловый эфир ( CPME ), также известный как метоксициклопентан , является гидрофобным эфирным растворителем. Высокая температура кипения 106 °C (223 °F) и предпочтительные характеристики, такие как низкое образование пероксидов , относительная стабильность в кислых и основных условиях, образование азеотропов с водой в сочетании с узким диапазоном взрываемости делают CPME привлекательной альтернативой другим эфирным растворителям, таким как тетрагидрофуран (THF), 2-метилтетрагидрофуран (2-MeTHF), диоксан и 1,2-диметоксиэтан (DME). [2]

Синтез

Синтез этого соединения может быть осуществлен двумя различными способами:

(1 ) путем метилирования циклопентанола .

(2) путем добавления метанола к циклопентену . Этот второй метод лучше с точки зрения устойчивой химии, поскольку он не производит побочных продуктов.

Приложения

Циклопентилметиловый эфир используется в органическом синтезе, в основном как растворитель. Однако он также полезен при экстракции , полимеризации , кристаллизации и покрытии поверхностей.

Вот несколько примеров реакций, в которых он действует как растворитель:

  • Реакции с участием щелочных агентов: нуклеофильные замещения гетероатомов (спирты и амины) [3]
  • Реакции, опосредованные кислотами Льюиса: реакция Бекмана, реакция Фриделя-Крафтса и т. д. [4]
  • Реакции с использованием металлоорганических реагентов или основных агентов: конденсация Кляйзена, образование енолятов или реакция Гриньяра. [5]
  • Восстановление и окисление. [6]
  • Реакции с катализаторами на основе переходных металлов. [7]
  • Реакции с азеотропным удалением воды: ацетализация и т.д. [8]

Циклопентилметиловый эфир обладает характеристиками, которые делают его потенциальной альтернативой другим эфирам. Согласно оценке трех химических журналов за 2020 год, эфирные растворители составляют 22–25% всех используемых растворителей. [9]

В отличие от водорастворимых эфиров, таких как тетрагидрофуран и 1,4-диоксан, циклопентилметиловый эфир (CPME), будучи гидрофобным, действует как подходящий экстрагент . В водных фазах остаются только следовые количества CPME из-за его низкой растворимости. CPME также проявляет стабильность как при низких, так и при высоких уровнях pH, даже при повышенных температурах и длительном времени контакта. Он может образовывать азеотроп с водой в соотношении 83,7% CPME к 16,3% воды при конечной температуре азеотропа 83 °C. [10] Эти свойства позволяют CPME эффективно функционировать в качестве азеотропообразователя во время процессов этерификации [11] и ацетализации. [12] Растворитель также проявляет низкую растворимость воды в CPME, которая, как сообщается, составляет 0,3 г / 100 г. [13]

Недавно были проведены исследования по использованию циклопентилметилового эфира в качестве экологически чистого растворителя в широком спектре химических реакций, таких как восстановление , окисление и реакции Гриньяра . [14] [15]

Однако в настоящее время производство циклопентилметилового эфира, который во многих отношениях соответствует критериям «зеленого» химиката, по-прежнему зависит от циклопентена, полученного из невозобновляемых источников ископаемого топлива. Платформенный химикат фурфурол может давать циклопентанол с высоким выходом посредством каталитического гидрирования с использованием медного контакта [16] или никель -кобальтового контакта. [17] Полученный циклопентанол затем может быть легко дегидратирован до циклопентена.

Ссылки

  1. ^ ab Baird, Zachariah Steven; Uusi-Kyyny, Petri; Pokki, Juha-Pekka; Pedegert, Emilie; Alopaeus, Ville (6 ноября 2019 г.). "Давление паров, плотности и параметры PC-SAFT для 11 биосоединений". International Journal of Thermophysics . 40 (11): 102. Bibcode :2019IJT....40..102B. doi : 10.1007/s10765-019-2570-9 .
  2. ^ Ватанабэ, Киёси; Ямагива, Нориюки; Торисава, Ясухиро (24 февраля 2007 г.). «Циклопентилметиловый эфир как новый и альтернативный технологический растворитель». Org. Process Res. Dev . 11 (2): 251– 258. doi :10.1021/op0680136.
  3. ^ Эфирные соединения и полимеризующиеся соединения и методы производства. Автор: Кирики, Сатоши. 3 августа 2015 г. JP 2015140302
  4. ^ Торисава, Ясухиро (15 января 2007 г.). «Преобразование инданоновых оксимов в изокарбостирилы». Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters . 17 (2): 453– 455. doi :10.1016/j.bmcl.2006.10.022. PMID  17064893.
  5. ^ Окабаяси, Томохито; Иида, Акира; Такай, Кента; Мисаки, Томонори; Танабэ, Ю (18 сентября 2007 г.). «Практический и надежный метод регио- и стереоселективного приготовления ацеталей трет-бутила (E)-кетена и трет-бутиловых (1Z,3E)-1,3-бис(TMS)диеноловых эфиров, полученных из β-кетоэфиров». Журнал органической химии . 72 (21): 8142– 8145. doi :10.1021/jo701456t. PMID  17877405.
  6. ^ Шимада, Тоёси; Суда, Масахико; Нагано, Тоёхиро; Какиучи, Киёми (22 октября 2005 г.). «Простое приготовление нового строительного блока на основе BINAP, 5,5'-DiiodoBINAP, и его синтетическое применение». Журнал органической химии . 70 (24): 10178– 10181. doi :10.1021/jo0517186. PMID  16292868.
  7. ^ Molander, Gary A.; Elia, Maxwell D. (3 ноября 2006 г.). «Реакции кросс-сочетания Сузуки-Мияуры бензилгалогенидов с арилтрифторборатами калия». Журнал органической химии . 71 (24): 9198– 9202. doi :10.1021/jo061699f. PMC 2515367. PMID  17109547 . 
  8. ^ Azzena, Ugo; Carraro, Massimo; Mamuye, Ashenafi Damtew; Murgia, Irene; Pisano, Luisa; Zedde, Giuseppe (17 апреля 2015 г.). «Циклопентилметиловый эфир – NH4X: новая система растворителя/катализатора для реакций ацетализации с низким воздействием». Green Chemistry . 17 (6): 3281– 3284. doi :10.1039/c5gc00465a.
  9. ^ A. Jordan, CGJ Hall, LR Thorp, HF Sneddon (2022), «Замена менее предпочтительных диполярных апротонных и эфирных растворителей в синтетической органической химии более устойчивыми альтернативами», Chem. Rev. , т. 122, стр.  6749–6794 , doi :10.1021/acs.chemrev.1c00672, PMC 9098182 {{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ "Новый гидрофобный эфирный растворитель – Циклопентилметиловый эфир – CPME – Технические данные" (PDF) . Zeon Corporation. Июнь 2018 . Получено 2022-10-20 .
  11. ^ D. Rigo, G. Firani, A. Perosa, M. Selva (2019), «Кислотно-катализируемые реакции изопропениловых эфиров и возобновляемых диолов: 100%-ная углеродная эффективная тандемная последовательность переэтерификации/ацетализации, от периодического до непрерывного потока», ACS Sustainable Chem. Eng. , т. 7, № 23, стр.  18810– 18818, doi : 10.1021/acssuschemeng.9b03359{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ^ U. Azzena, M. Carraro, AD Mamuye, I. Murgia, L. Pisano, G. Zedde (2015), «Циклопентилметиловый эфир–NH4X: новая система растворителя/катализатора для реакций ацетализации с низким воздействием», Green Chem. , т. 17, № 6, стр.  3281–3284 , doi :10.1039/C5GC00465A{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ "Zeon Corporation" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-22 . Получено 2024-08-05 .
  14. ^ "Synthetic Applications with Cyclopentyl methyl ether (CPME), Ver. 2.0" (PDF) . Zeon Corporation. Сентябрь 2018 . Получено 2022-10-20 .
  15. ^ U. Azzena, M. Carraro, L. Pisano, S. Monticelli, R. Bartolotta, V. Pace (2019), «Циклопентилметиловый эфир: избирательный экологически чистый эфирный растворитель в классической и современной органической химии», ChemSusChem , т. 12, № 1, стр.  40–70 , doi : 10.1002/cssc.201801768 , PMC 6391966 {{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Н. Пино, Г. Хинкапие, Д. Лопес (2018), «Селективный каталитический путь синтеза биотоплива высокой плотности с использованием соединений, полученных из биомассы», Energy & Fuels , т. 32, № 1, стр.  561–573 , doi :10.1021/acs.energyfuels.7b03256{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ Q. Guo, X. Hou, W. Xiu, J. Liu (2022), «Эффективное преобразование фурфурола в циклопентанол на катализаторе Ni–Co, нанесенном на активированный лигниновый уголь», RSC Adv. , т. 12, стр.  11843–11852 , doi : 10.1039/D2RA00016D , PMC 9016743 {{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Циклопентил_метил_эфир&oldid=1252642725"