1,3-Dioxan-2-on

Strukturformel
Allgemeines
Name	1,3-Dioxan-2-on
Andere Namen	Trimethylencarbonat
Summenformel	C4H6O3
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	607-395-4
ECHA-InfoCard	100.114.239
PubChem	123834
ChemSpider	110377
Wikidata	Q161506
Eigenschaften
Molare Masse	102,09 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,23 g·cm−3 (50 °C)[2]
Schmelzpunkt	47 °C[1]
Siedepunkt	83–85 °C (13 Pa)[1]
Brechungsindex	1,4409[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3] Achtung
H- und P-Sätze	H: 302‐319
	P: 305+351+338 [3]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

1,3-Dioxan-2-on ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der gesättigten sauerstoffhaltigen Heterocyclen. Sie besteht aus einem sechsgliedrigen Ring, deren 1- und 3-Position durch Sauerstoffatome gebildet werden. In 2-Position befindet sich eine Ketogruppe. Die Verbindung kann auch als cyclisches Carbonat aufgefasst werden.

Darstellung

Die Darstellung von 1,3-Dioxan-2-on gelingt über die Cyclisierung organischer Carbonate wie Di-tert-butyldicarbonat in Gegenwart der Base DMAP[4] oder Diethylcarbonat in Gegenwart von Natriummethanolat bei erhöhter Temperatur[5] mit 1,3-Propandiol.

Es kann auch in sehr guter Ausbeute aus Oxetan unter hohem Kohlenstoffdioxiddruck an einem Antimonkatalysator erhalten werden.[6]

Eigenschaften

1,3-Dioxan-2-on ist bei Raumtemperatur ein farbloser Feststoff, der bei 47 °C schmilzt.

Verwendung

1,3-Dioxan-2-on ist ein Ausgangsstoff zur Herstellung von Polytrimethylencarbonat. Dieses kann durch Ringöffnung mittels einer Lewis-Säure erhalten werden. Es werden nur katalytische Mengen der Lewis-Säure benötigt. Hierzu können beispielsweise Komplexe des Scandiums benutzt werden.[7][8] Auch Copolymere mit Ethylenglycol können auf diese Weise mit Zinkkatalysatoren erhalten werden.[9]

Durch die Reaktion zwischen 1,3-Dioxan-2-on mit Kaliumthiocyanat bei 140 °C kann Thietan hergestellt werden. Als Nebenprodukte entstehen Kaliumcyanat und Kohlenstoffdioxid.[10]

\mathrm {C_{4}H_{6}O_{3}+\ KSCN\longrightarrow \ C_{3}H_{6}S+\ KOCN+\ CO_{2}}

Einzelnachweise

K. Sommer: Zur Darstellung cyclischer Arsenite und Thioarsenite, in: Z. anorg. allg. Chem., 1969, 370, S. 227–234.
J. W. Hill, W. H. Carothers: Studies of Polymerization and Ring Formation. XX. Many-Membered Cyclic Esters, in: J. Am. Chem. Soc., 1933, 55, S. 5031–5039.
Datenblatt 1,3-DIOXAN-2-ONE bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 5. Mai 2011 (PDF).
Y. Basel, A. Hassner: Di-tert-butyl Dicarbonate and 4-(Dimethylamino)pyridine Revisited. Their Reactions with Amines and Alcohols, in: J. Org. Chem., 2000, 65, S. 6368–6380.
A. Klys, W. Czardybon, J. Warkentin, N. H. Werstiuk: Synthesis and thermolysis of a spiro-fused oxadiazoline – Evidence for sequential formation of carbene and oxirane intermediates, and for oxirane dimerization. In: Canadian Journal of Chemistry. 82 (12), 2004, S. 1769–1773, doi:10.1139/v04-158.
A. Baba, H. Kashiwagi, H. Matsuda: Cycloaddition of oxetane and carbon dioxide catalyzed by tetraphenylstibonium iodide, in: Tetrahedron Lett., 1985, 26, S. 1323–1324.
J. Ling, W. Zhu, Z. Shen: Controlling Ring-Opening Copolymerization of -Caprolactone with Trimethylene Carbonate by Scandium Tris(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenolate), in: Macromolecules, 2004, 37, S. 758–763.
L. Zhou, Y. Yao, Y. Zhang, M. Xue, J. Chen, Q. Shen: Synthesis and Characterization of Homoleptic Lanthanide Guanidinate Complexes and Their Catalytic Activity for the Ring-Opening Polymerization of Trimethylene Carbonate, in: Eur. J. Inorg. Chem., 2004, 10, S. 2167–2172.
F. Meng, C. Hiemstra, G. H. M. Engbers, J. Feijen: Biodegradable Polymersomes, in: Macromolecules, 2003, 36, S. 3004–3006.
S. Searles, E. F. Lutz in: A new synthesis of small ring cyclic sulfides, in: J. Am. Chem. Soc., 1958, 80, S. 3168.

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[sommer-1] K. Sommer: Zur Darstellung cyclischer Arsenite und Thioarsenite, in: Z. anorg. allg. Chem., 1969, 370, S. 227–234.

[hill-2] J. W. Hill, W. H. Carothers: Studies of Polymerization and Ring Formation. XX. Many-Membered Cyclic Esters, in: J. Am. Chem. Soc., 1933, 55, S. 5031–5039.

[sigma-3] Datenblatt 1,3-DIOXAN-2-ONE bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 5. Mai 2011 (PDF).

[4] Y. Basel, A. Hassner: Di-tert-butyl Dicarbonate and 4-(Dimethylamino)pyridine Revisited. Their Reactions with Amines and Alcohols, in: J. Org. Chem., 2000, 65, S. 6368–6380.

[5] A. Klys, W. Czardybon, J. Warkentin, N. H. Werstiuk: Synthesis and thermolysis of a spiro-fused oxadiazoline – Evidence for sequential formation of carbene and oxirane intermediates, and for oxirane dimerization. In: Canadian Journal of Chemistry. 82 (12), 2004, S. 1769–1773, doi:10.1139/v04-158.

[6] A. Baba, H. Kashiwagi, H. Matsuda: Cycloaddition of oxetane and carbon dioxide catalyzed by tetraphenylstibonium iodide, in: Tetrahedron Lett., 1985, 26, S. 1323–1324.

[7] J. Ling, W. Zhu, Z. Shen: Controlling Ring-Opening Copolymerization of -Caprolactone with Trimethylene Carbonate by Scandium Tris(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenolate), in: Macromolecules, 2004, 37, S. 758–763.

[8] L. Zhou, Y. Yao, Y. Zhang, M. Xue, J. Chen, Q. Shen: Synthesis and Characterization of Homoleptic Lanthanide Guanidinate Complexes and Their Catalytic Activity for the Ring-Opening Polymerization of Trimethylene Carbonate, in: Eur. J. Inorg. Chem., 2004, 10, S. 2167–2172.

[9] F. Meng, C. Hiemstra, G. H. M. Engbers, J. Feijen: Biodegradable Polymersomes, in: Macromolecules, 2003, 36, S. 3004–3006.

[10] S. Searles, E. F. Lutz in: A new synthesis of small ring cyclic sulfides, in: J. Am. Chem. Soc., 1958, 80, S. 3168.