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Dioxolane

Les dioxolanes sont une famille de composés organiques hétérocyliques, comportant un cycle de 5 atomes dont deux atomes d'oxygÚne. Les composés parents sont le 1,2-dioxolane de numéro CAS #4362-13-4 et le 1,3-dioxolane, CAS #646-06-0 .

Dioxolane
Image illustrative de l’article Dioxolane
Identification
Nom UICPA Dioxolane
Synonymes

1,3-dioxolane

No CAS 646-06-0
No ECHA 100.010.422
No CE 211-463-5
No RTECS JH6760000
PubChem 12586
ChEBI 87597
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore[1]
Propriétés chimiques
Formule C3H6O2 [IsomĂšres]
Masse molaire[2] 74,078 5 ± 0,003 4 g/mol
C 48,64 %, H 8,16 %, O 43,2 %,
Propriétés physiques
T° fusion −26 °C[1]
T° ébullition 74 °C[1]
Solubilité miscible avec l'eau[1] - [3]
ParamÚtre de solubilité Ύ 21,8 J1/2·cm-3/2 (25 °C)[4]
Masse volumique 1,06 g·cm-3 à 20 °C[1]
T° d'auto-inflammation 245 °C[1]
Point d’éclair −5 °C[1]
Limites d’explosivitĂ© dans l’air de 2,3 Ă  30,5 vol.%[1]
Pression de vapeur saturante
Propriétés optiques
Indice de réfraction = 1,401 à 20 °C[5]
Précautions
SGH[1] - [5]
SGH02 : InflammableSGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
H225, H319, P210, P280, P303+P361+P353, P305+P351+P338, P337+P313, P403+P233 et P501
SIMDUT[6]

Produit non classé
Transport[1]
-
Écotoxicologie
DL50 3000 mg·kg−1 (rat, oral)[1]
9040 mg·kg−1 (lapin, s.c.)[1]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le 1,3-dioxolane ne possédant pas deux atomes d'oxygÚne vicinaux (voisins ou consécutifs), n'est donc pas un peroxyde et à ce titre est stable, contrairement au 1,2-dioxolane, un peroxyde instable.
Le 1,3-dioxolane est utilisé comme solvant et comme un comonomÚre dans les polyacétals.

Certains produits naturels comme le sporol et son isomÚre le néosporol présentent, dans leur struc- ture, des cycles 1,3-dioxolane.

SynthĂšse

Le 1,3-dioxolane peut ĂȘtre obtenu par une rĂ©action entre l'Ă©thylĂšne glycol (alias Ă©thane-1,2-diol) et le formaldĂ©hyde (mĂ©thanal)[7] :

D'une maniĂšre gĂ©nĂ©rale, les dioxolanes sont synthĂ©tisĂ©s de la mĂȘme maniĂšre en particulier quand ils sont formĂ©s pour protĂ©ger une fonction oxo sous forme d'acĂ©tal cyclique. Ainsi l'Ă©thylĂšne glycol permet l'acĂ©talisation des aldĂ©hydes et la cĂ©talisation des cĂ©tones[8] :

Groupe protecteur

Certains composĂ©s organiques contenant des groupes carbonyles ont besoin parfois que ces groupes soient protĂ©gĂ©s pour Ă©viter qu'ils ne rĂ©agissent lors de rĂ©actions destinĂ©es Ă  modifier d'autres fonction- nalitĂ©s de ces composĂ©s. À cet effet, plusieurs approches de protection et de dĂ©protection[9] en particu- lier via des dioxolanes[10] sont connues. Par exemple, la rĂ©duction du 4-oxocyclohexanecarboxylate de mĂ©thyle avec l'aluminohydrure de lithium (LiAlH4) gĂ©nĂšre le 4-hydroxymĂ©thylcyclohexanol. En protĂ©- geant la cĂ©tone par un cĂ©tal, il est possible de ne rĂ©duire que la fonction ester. Ce cĂ©tal est produit par la rĂ©action de la molĂ©cule de dĂ©part avec l'Ă©thylĂšne glycol, catalysĂ©e par un acide. Puis la rĂ©duction est effectuĂ©e et finalement par dĂ©protection par hydrolyse, la 4-hydroxymĂ©thylcyclohexanone est obtenue :

Le TĂ©trakis(3,5-bis(trifluoromĂ©thyl)phĂ©nyl)borate de sodium ([Na+(BArF4)−], alias "BARF") peut ĂȘtre aussi utilisĂ© pour dĂ©protĂ©ger des carbonyles sous forme de dioxolane[9] - [10]. Par exemple, la dĂ©pro- tection du 2-phĂ©nyl-1,3-dioxolane en benzaldĂ©hyde peut ĂȘtre faite dans l'eau en cinq minutes Ă  30 °C[11] :

PhCH(OCH2)2 + H2O PhCHO + HOCH2CH2OH

Notes et références

  1. EntrĂ©e « 1,3-Dioxolane Â» dans la base de donnĂ©es de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sĂ©curitĂ© et de la santĂ© au travail) (allemand, anglais), accĂšs le 2 mai 2016 (JavaScript nĂ©cessaire)
  2. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (de) « 1,3-Dioxolan », sur Römpp Online, Georg Thieme Verlag (consulté le )
  4. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, , 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
  5. Fiche Sigma-Aldrich du composé 1,3-Dioxolane, anhydrous, contains ~75 ppm BHT as inhibitor, 99.8%, consultée le 14 février 2013. + (pdf) fiche SDS.
  6. « Dioxolane-1,3 » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  7. Karl-Heinz LautenschlÀger, Werner Schröter, Andrea Wanninger, Taschenbuch der Chemie, Harri Deutsch Verlag, 2005, p. 451. (ISBN 978-3-8171-1760-4), page sur Googlebook.
  8. R. A. Daignault, E. L. Eliel, 2-Cyclohexyloxyethanol (involves acetalisation of cyclohexanone), Organic Syntheses, 1973, coll. vol. 5, p. 303.
  9. Theodora W. Greene, Peter G. M. Wuts, Dimethyl acetals, Greene's Protective Groups in Organic Synthesis (Archive), 3e ed., Wiley-Interscience, 1999, pp. 297–304, 724–727. (ISBN 9780471160199).
  10. Theodora W. Greene, Peter G. M. Wuts, 1,3-Dioxanes, 1,3-Dioxolanes, Greene's Protective Groups in Organic Synthesis (Archive), 3e ed., Wiley-Interscience, 1999, pp. 308–322, 724–727. (ISBN 9780471160199).
  11. Chih-Ching Chang, Bei-Sih Liao, Shiuh-Tzung Liu, Deprotection of Acetals and Ketals in a Colloidal Suspension Generated by Sodium Tetrakis(3,5-trifluoromethylphenyl)borate in Water, Synlett., 2007, vol. 2007(2), pp. 283–287. DOI 10.1055/s-2007-968009.
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