Crotonsäure

Strukturformel
Datei:Crotonic acid structure.svg
trans-Crotonsäure
Allgemeines
Name	Crotonsäure
Andere Namen	(E)-2-Butensäure (E)-But-2-ensäure (IUPAC) (E)-β-Methylacrylsäure trans-Crotonsäure
Summenformel	C4H6O2
Kurzbeschreibung	weiße bis gelbliche Kristallnadeln mit scharfem Geruch<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN (trans-Crotonsäure) Vorlage:CASRN (unspezifiziert) EG-Nummer 203-533-9 ECHA-InfoCard 100.003.213 PubChem 637090 ChemSpider 552744 DrugBank DB02074 Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	86,09 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,02 g·cm−3<ref name="Merckedex" />
Schmelzpunkt	71,6 °C<ref name="Merckedex">The Merck Index. An Encyclopaedia of Chemicals, Drugs and Biologicals. 14. Auflage. 2006, ISBN 978-0-911910-00-1, S. 436.</ref>
Siedepunkt	185 °C<ref name="Merckedex" />
pKS-Wert	4,69<ref name="DOC" />
Löslichkeit	schwer in Wasser (6,2 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />
Brechungsindex	1,4249 (77 °C)<ref name="CRC90_3_74">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-74.</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 318 P: 280​‐​305+351+338+310<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten	1000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="Römpp">Eintrag zu Butensäure. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Crotonsäure, auch trans-Butensäure genannt, ist eine kurzkettige, einfach ungesättigte trans-Fettsäure, eine Monocarbonsäure in der Gruppe der Alkensäuren. Die Crotonsäure verdankt ihren Namen dem Crotonöl, es wurde fälschlicherweise angenommen, dass Crotonsäure durch Verseifung von Crotonöl entsteht. Crotonsäure bildet nadelförmige Kristalle. Das cis-Isomere der Crotonsäure wird Isocrotonsäure genannt. Die Salze und Ester der Crotonsäure werden als Crotonate bezeichnet.

Gewinnung und Darstellung

Crotonsäure kann durch Oxidation von Crotonaldehyd gewonnen werden.<ref name="Beyer-230">Hans Beyer und Wolfgang Walter: Organische Chemie. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1984, ISBN 3-7776-0406-2, S. 229 f.</ref>

Oxidation von Crotonaldehyd

Auch durch Knoevenagel-Kondensation von Acetaldehyd mit Malonsäure in Pyridinlösung entsteht Crotonsäure.<ref name="Beyer-230" />

Darstellung von Crotonsäure durch Knoevenagel-Kondensation von Acetaldehyd und Malonsäure

Bei der alkalischen Hydrolyse von Allylcyanid entsteht nach einer intramolekularen Umlagerung der Doppelbindung ebenfalls Crotonsäure.<ref name="Tollens">A. Rinne, B. Tollens: Ueber das Allylcyanür oder Crotonitril. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. 159(1), 1871, S. 105–109; doi:10.1002/jlac.18711590110.</ref><ref name="Pomeranz">C. Pomeranz: Ueber Allylcyanid und Allylsenföl. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie, 351, 1907, S. 354–362; doi:10.1002/jlac.19073510127.</ref>

Alkalische Hydrolyse von Allylcyanid

Crotonsäure entsteht auch bei der Destillation von 3-Hydroxybutansäure.<ref name="Beilstein">F. Beilstein: Handbuch der organischen Chemie. 3. Auflage. 1. Band. Verlag Leopold Voss, 1893, S. 506 f, Textarchiv – Internet Archive.</ref>

Synthese von Crotonsäure aus 3-Hydroxybutansäure

Eigenschaften

Crotonsäure kristallisiert in langen Kristallnadeln oder auch als große Tafeln im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe P2₁/a (Raumgruppen-Nr. 14, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/14.3 mit den Gitterparametern a = 971 pm, b = 690 pm, c = 775 pm und β = 104,0°. In der Elementarzelle befinden sich vier Formeleinheiten.<ref name="Shimizu">Shozo Shimizu, Shinji Kekka, Setsuo Kashino, Masao Haisa: Topochemical Studies. III. The Crystal and Molecular Structures of Crotonic Acid, CH₃CH=CHCOOH, and Crotonamide, CH₃CH=CHCONH₂. In: Bulletin of the Chemical Society of Japan. Band 47, Nr. 7, 1974, S. 1627–1631, doi:10.1246/bcsj.47.1627. </ref> Die Verbindung ist löslich in Wasser und vielen organischen Lösungsmitteln wie Ethanol, Aceton oder Toluol. Sie hat einen mit Buttersäure vergleichbaren Geruch und reizt Augen, Haut und Atmungsorgane.<ref name="Römpp" />

Reaktionen

Crotonsäure kann durch Hydrierung mit Zink und Schwefelsäure zu Buttersäure umgewandelt werden.<ref name="DOC">Ian Heilbron, H. M. Bunbury: Dictionary of organic compounds. Volume One. 1953, S. 615; Textarchiv – Internet Archive.</ref>

Hydrierung von Crotonsäure

Mit elementarem Chlor bzw. Brom bilden sich die entsprechenden 2,3-Dihalogenbutansäuren.<ref name="DOC" />

Chlorierung von Crotonsäure

Bei der elektrophilen Addition von Bromwasserstoff bildet sich 3-Brombutansäure.<ref name="Loven">J. M. Lovén, H. Johansson: Einige schwefelhaltige β-Substitutionsderivate der Buttersäure. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 48(2), 1915, S. 1254–1262, doi:10.1002/cber.19150480205.</ref><ref name="DOC" /> Die Substitutionsrichtung ergibt sich aus dem elektronenziehenden Effekt der Carboxygruppe, der zur Folge hat, dass an der Position 3 das stabilere Carbeniumion entsteht, an das sich das Brom anlagert.

Reaktion von Crotonsäure mit Bromwasserstoff

Die Reaktion von Crotonsäure mit alkalischer Kaliumpermanganatlösung ergibt 2,3-Dihydroxybutansäure.<ref name="DOC" />

Reaktion von Crotonsäure mit alkalischer Permanganatlösung

Durch Kochen mit Essigsäureanhydrid entsteht Crotonsäureanhydrid,<ref name="Clover">A. M. Clover, G. F. Richmond: The Hydrolysis of Organic Peroxides and Peracids. In: American Chemical Journal, 29(3), 1903, S. 179–203; Textarchiv – Internet Archive.</ref> dessen Siedepunkt bei 248 °C liegt.<ref name="SigmaAnhydrid">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>

Herstellung von Crotonsäureanhydrid

Die Veresterung von Crotonsäure mit Methanol bzw. Ethanol mit Schwefelsäure als Katalysator liefert die entsprechenden Ester, deren Siedepunkte bei 118–120 °C (Methylcrotonat)<ref name="SigmaMethylester">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> bzw. 142–143 °C (Ethylcrotonat)<ref name="GESTISEthylester">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> liegen.

Herstellung von Crotonsäureethylester

Crotonsäure reagiert mit Hypochloriger Säure zu 2-Chlor-3-Hydroxybutansäure, welche mit Natriumamalgam zur Buttersäure reduziert wird, mit Schwefelsäure 2-Chlorcrotonsäure bildet, sich mit Chlorwasserstoff zu 2,3-Dichlorbuttersäure verbindet, sowie mit Kaliumethanolat zur 3-Methyloxiran-2-carbonsäure umgesetzt wird.<ref name="Beilstein2">F. Beilstein: Handbuch der organischen Chemie. 3. Auflage. 1. Band. Verlag Leopold Voss, 1893, S. 562, Textarchiv – Internet Archive.</ref>

Umsetzung von Crotonsäure zu 2-Chlor-3-Hydroxybutansäure und Folgereaktionen

Verwendung

Crotonsäure wird zur Herstellung von Retinol und DL-Threonin<ref>H. E. Carter, H. D. West: Vorlage:Linktext-Check In: Organic Syntheses. 20, 1940, S. 101, doi:10.15227/orgsyn.020.0101; Coll. Vol. 3, 1955, S. 813 (PDF).</ref> verwendet. Für die Kunststoffherstellung kann sie mit Vinylacetat copolymerisiert werden.<ref name="Römpp" />

Crotonsäurechlorid reagiert mit N-Ethyl-2-methylanilin (N-Ethyl-o-toluidin) zum N-Ethyl-o-crotonotoluidin (INN: Crotamiton), das als Mittel gegen Krätzemilben (Skabies) eingesetzt wird.<ref>A. Kleemann, J. Engel: Pharmazeutische Wirkstoffe: Synthesen, Patente, Anwendungen. Band 5. 2. Auflage. Thieme Verlag, Stuttgart / New York 1982, ISBN 3-13-558402-X, S. 251.</ref>

Synthese von Crotamiton

Synthese von Crotamiton

Einzelnachweise

<references />