Оксетан

Оксетан
Общие
Хим. формула	C3H6O
Физические свойства
Молярная масса	58,08 г/моль
Плотность	0,8930 г/см³
Энергия ионизации	9,67 эВ
Термические свойства
Температура
• плавления	−97 °C
• кипения	49–50 °C
Структура
Дипольный момент	6,5E−30 Кл·м
Классификация
Рег. номер CAS	503-30-0
PubChem	10423
Рег. номер EINECS	207-964-3
SMILES	C1CCO1
InChI	InChI=1S/C3H6O/c1-2-4-3-1/h1-3H2 AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	30965
ChemSpider	9994
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
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

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 $\to$ RNH(CH₂)₃OH

(CH₂)₃O + RMgX $\to$ R(CH₂)₃OH

(CH₂)₃O + HCl $\to$ Cl(CH₂)₃OH

В присутствии кислот Льюиса в неполярных растворителях оксетан полимеризуется:

n(CH₂)₃O $\to$ (CH₂CH₂CH₂O)_n

Синтез

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 %:

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

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

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.

См. также

Пропиолактон