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外観
無色～ほとんど無色透明液体
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性質
オキセタンの融点は−97°C、沸点は49〜50°Cであり、特有の匂いを持つ無色の液体です。有機溶媒に溶けやすく、水と混和します。
オキセタン環は歪みエネルギーが高く、求核剤と反応して容易に開環します。アミンやアルコールのほか、フリーデル・クラフツ触媒 (英: Friedel–Crafts Catalyst) の存在下でをヒドロキシプロピル化するために使用可能です。
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解説
オキセタン．1-アセトキシ-3-クロロプロパンのアルカリ処理により分子内環化させると得られる．沸点48 ℃．d25 0.8930．n20D 1.3929．有機溶媒に易溶．水と混和する．アミン，アルコール類のほか，フリーデル-クラフツ触媒の存在下に，ベンゼンをヒドロキシプロピル化するのに用いられる．有機リチウム化合物やグリニャール試薬と反応して，第一級アルコールを与える．
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構造
オキセタンの化学式は、C3H6Oまたは(CH2)3Oで表されます。分子量は58.08g/mol、密度は0.8930g/cm3です。
オキセタンのような環状エーテルの例として、炭素原子を2個持つ三員環化合物の (オキシラン) が挙げられます。そのほか、炭素原子を4個持つ五員環化合物のテトラヒドロフラン (THF、テトラメチレンオキシド) 、炭素原子を5個持つ六員環化合物テトラヒドロピラン (THP、ペンタメチレンオキシド) などもあります。
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合成
図2. オキセタンの合成
150°Cで水酸化カリウムと酢酸3-クロロプロピルが反応すると、オキセタンが得られます。さまざまな副生生物が生じるため、収率は40％です。
パターノ・ビューチ反応 (英: Paternò–Büchi reaction) でもオキセタンを合成可能です。カルボニル化合物とアルケンに紫外光を照射すると、[2+2]環化が進行してオキセタン環が生成します。
ジオールの環化や6員環状カーボネートの脱炭酸でも、オキセタン環を合成できます。
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化学的特性
CLEAR COLOURLESS LIQUID
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使用
Trimethylene oxide useful for the synthesis of 3-substituted propanols by reaction with Grignards or organolithiums in the presence of CuBr.
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定義
ChEBI: A saturated organic heteromonocyclic parent that is a four-membered ring comprising of three carbon atoms and an oxygen atom.
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一般的な説明
Clear, colorless liquid with an agreeable aromatic odor.
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空気と水の反応
Highly flammable. Water soluble.
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反応プロフィール
TRIMETHYLENE OXIDE reacts with Grignard reagents and organolithium compounds. TRIMETHYLENE OXIDE is also incompatible with oxidizing agents and strong acids. . An explosion occurred when propylene oxide was added to epoxy resin. Polymerization was catalyzed by amine accelerator in the resin [Bretherick 1995]. Propylene oxide and sodium hydroxide base-catalyzed the polymerization of the former, causing ignition and explosion of a drum of the crude product. [Combust Sci. Technol., 1983].
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火災危険
TRIMETHYLENE OXIDE is flammable.
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使用用途
オキセタンは、医薬品原料、染料原料、防腐剤原料に用いられます。有機合成では、アミン、アルコール、ベンゼンのヒドロキシプロピル化に利用可能です。
オキセタンを含む各種誘導体は、エポキシ樹脂の高速硬化やプラスチック材料に対する優れた密着性のような特徴を持つため、エポキシ樹脂用添加剤に使用され、塗料、、各種コーティング剤などの用途があります。柔軟性や密着性に優れるほか、環境にやさしい材料として注目を浴びています。
オキセタン環を有する化合物の中には、抗ウイルス剤や血小板凝集に関わる物質、抗がん剤などの生化学的特徴を持つものも多いです。
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安全性プロファイル
Moderately toxic by subcutaneous route. May be narcotic in high concentrations. Questionable carcinogen with experimental tumorigenic data. Mutation data reported. When heated to decomposition it emits acrid smoke and irritating fumes
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純化方法
Distil oxetane twice from sodium metal and then fractionate it through a small column at atmospheric pressure, b 47.0-47.2o. It can also be purified by preparative gas chromatography using a 2m silica gel column. Alternatively, add KOH pellets (50g for 100g of oxetane) and distil it through an efficient column or a column packed with 1/4in Berl Saddles with the main portion boiling at 45-50o being collected and redistilled over fused KOH. [Noller Org Synth Coll Vol III 835 1955, Dittmer et al. J Am Chem Soc 79 4431 1957, Beilstein 17 H 6, 17 I 3, 17 II 12, 17 III/IV 13, 17/1 V 11.]
