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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Cyclopropanone.png|150px|Strukturformel von Cyclopropanon]]
| Andere Namen =
| Summenformel = C3H4O
| CAS = {{CASRN|5009-27-8}}
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| PubChem = 138404
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| Molare Masse = 56,06 g·[[mol]]−1
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'''Cyclopropanon''', ist eine [[Chemische Verbindung|organische Verbindung]] aus der Gruppe der [[Cyclopropane]] und das erste Glied in der homologen Reihe der monocyclischen [[Ketone]] (''[[Cycloalkanone]]''). In seinen Eigenschaften – z. B. der vergleichsweise geringen Stabilität – unterscheidet es sich deutlich von den höheren Cycloalkanonen.

== Geschichte ==
Der deutsche Chemiker [[Peter Lipp (Chemiker)|Peter Lipp]] hatte um 1930 die Idee, Cyclopropanon aus [[Ethenon|Keten]] und [[Diazomethan]] zu synthetisieren. Seine Motivation ist ein typisches Beispiel für die Denkweise eines organischen Chemikers im 20. Jahrhundert. Die Umsetzung in [[Diethylether]] führte jedoch zum [[Cyclobutanon]]. Es wurde daher vermutet, dass dieses aus dem offenbar sehr reaktiven Dreiringketon, d. h. einer Zwischenstufe (Intermediat), entstanden war.
Lipp und Mitarbeiter konnten darauf durch Zugabe von Wasser das [[Hydrat]] des Cyclopropanons isolieren, welches jedoch rasch zu [[Propionsäure]] isomerisierte. Mit Methyl- und Ethylalkohol erhielten sie Cyclopropanonhalbacetale.<ref>P. Lipp, J. Buchkremer, H. Seeles: ''Studien in der Cyclopropan-Reihe. Cyclo-propanon.'' In: ''Justus Liebig's Annalen der Chemie.'' 499, 1932, S. 1–25, {{DOI|10.1002/jlac.19324990102}}.</ref>

[[Datei:Cyclopropanone Synthesis V.1.svg|rahmenlos|hochkant=2.1|center]]

Diese Pionierarbeiten konnten nach etwa drei Jahrzehnten mit inzwischen fortgeschrittenen Labortechniken in der holländischen Arbeitsgruppe um [[T. J. deBoer]] bestätigt werden. Ließ man Keten und Diazomethan bei −78 °C in verflüssigtem [[Propan]] oder [[Fluortrichlormethan]]/[[Chloroform]] reagieren, so konnte das Dreiringketon isoliert und untersucht werden.<ref>S. E. Schaafsma, H. Steinberg, T. J. de Boer, ''The synthesis of cyclopropanone'', Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas '''85''', 1170–1172 (1966), {{DOI|10.1002/recl.19660851113}}.</ref> Bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs (ca. −195 °C) gelagert, erwies sich Cyclopropanon als stabil. Beim "Erwärmen" auf 0 °C bildete sich in exothermer Reaktion ein [[Polymer]]. Sogar in der Gasphase tritt die Polymerisation an der Glasoberfläche ein.

[[Datei:Hexacyclopropanon Structural Formulae V.1.svg|miniatur|hochkant=1.7|center|Hexacyclopropanon, beispielhaft als Vorstufe zu Polycyclopropanon.]]

In den USA erforschten [[Nicholas Turro]] und W. B. Hammond etwa zur selben Zeit die Chemie des Cyclopropanons und vor allem seiner Methylderivate.<ref>N.J. Turro, W.B. Hammond: ''Cyclopropanones—VIII.'' In: ''Tetrahedron.'' 24, 1968, S. 6017–6028, {{DOI|10.1016/S0040-4020(01)90985-8}}.</ref><ref>Nicholas J. Turro: ''Cyclopropanones.'' In: ''Accounts of Chemical Research.'' 2, 1969, S. 25–32, {{DOI|10.1021/ar50013a004}}.</ref>

McGee und Mitarbeiter synthetisierten Cyclopropanon mit einer cryochemischen Technik bei −145 °C aus den flüssigen [[Reaktant]]en (Keten und Diazomethan) und studierten das Massenspektrum sowie den Zerfall des Ketons.<ref>E. F. Rothgery, R. J. Holt und H. A. McGee, Jr., ''Cryochemical Synthesis and Molecular Energies fo Cyclopropanone and Some Related Compounds'', J. Amer. Chem. Soc. '''97''', 4971 (1975), {{DOI|10.1021/ja00850a034}}.</ref>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Aus der Analyse eines Mikrowellenspektrums ergaben sich ungleiche C–C-Bindungen im Dreiring: Während die C1–C2- bzw. C1–C3-Bindungen (147,5 [[Pikometer|pm]]) im Vergleich mit Cyclopropan (151 pm) verkürzt sind, ist die Bindungslänge C2–C3 (157,5 pm) erhöht. Dies steht in Einklang mit MO-theoretischen Betrachtungen und Rechnungen. Der Valenzwinkel am Carbonyl-C-Atom (C1) beträgt nur 57° 42′ und belegt die hohe [[Spannungsenergie]] (ca. 188 kJ/mol) des Moleküls. Die C=O-Bindungslänge (119,1 pm) ist relativ kurz.
Das Infrarotspektrum zeigt eine C=O-Valenzschwingung von 1816 cm−1, ein Wert, der sich deutlich von dem anderer Ketone heraushebt.<ref>J. M. Pochan, J. E. Baldwin, W. H. Flygare, [[J. Am. Chem. Soc.]] '''91''', 1896 (1969).</ref>

Zahlreiche MO-theoretische Berechnungen haben sich mit dem Cyclopropanon-Molekül befasst. Es wurde postuliert, dass Cyclopropanon mit seinen Valenztautomeren ''Allenoxid'' (''Methylenoxiran'') und ''Oxyallyl'' im Gleichgewicht stehen könnte. Experimentell gab es dafür bis jetzt keine Hinweise, wohl jedoch für einige substituierte Cyclopropanone (Cycloadditionen, z. B. an [[Furan]]).

=== Quantenchemische Berechnungen ===
Angeregt durch das Problem der [[Valenztautomerie]] und der Analogie zur degenerierten Umlagerung von [[Methylencyclopropan]] (Trimethylenmethan als Intermediat?) wurden mehrere MO-Rechnungen für das System Cyclopropanon/Oxyallyl/Allenoxid vorgelegt, beginnend mit der einfachen Hückel(HMO)-Betrachtung von Burr und [[Michael Dewar]] und der theoretischen Analyse von [[Roald Hoffmann]].<ref>J. G. Burr, M. J. S. Dewar: ''The mechanism of the Favorski reaction.'' In: ''Journal of the Chemical Society (Resumed).'' 1954, S. 1201–1203, {{DOI|10.1039/JR9540001201}}.</ref><ref>R. Hoffmann, ''Trimethylene and the Addition of Methylene to Ethylene'', J. Am. Chem. Soc. '''90''', 1475–1485 (1968).</ref><ref>L. J. Schaad, B. A. Hess, Jr., R. Zahradnik, Ab Initio Self-Consistent-Field Study of Favorskii Rearrangement Intermediates, [[J. Org. Chem.]] '''46''', 1909–1911 (1981).</ref><ref>J. V. Ortiz, ''Molecular Orbital Theory of Alkylideneoxirane-Cyclopropanone Rearrangements'', J. Org. Chem. '''48''', 4744–4749 (1983).</ref>

=== Chemische Eigenschaften ===
Bei der Bestrahlung von Cyclopropanon in der Gasphase tritt [[Photolyse]] zu [[Kohlenmonoxid]] und [[Ethen]] ein.


In Lösung ist Cyclopropanon – wie erwartet – sehr reaktionsfähig. Alkohole werden sehr rasch an die Carbonylgruppe addiert, z. B. Methanol.
[[Essigsäure]] bildet 1-Acetoxycyclopropanol.<ref>W. J. M. van Tilborg, H. Steinberg, T. J. de Boer, ''The chemistry of small ring compounds. Part 25. 1-Acetoxycyclopropanol, a convenient precursor for cyclopropanone'', Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas '''93''', 287–289 (1974), {{DOI|10.1002/recl.19740931106}}.</ref> Während mit [[Dimethylamin]] das entsprechende Halbaminal (1-Dimethylaminocyclopropanol) entsteht,<ref>W. J. M van Tilborg, H. Steinberg, T. J. de Boer, ''The chemistry of small ring compounds. Part 26. The chemistry of 1-(dimethylamino)cyclopropanol'', Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas '''93''', 290–293 (1974), {{DOI|10.1002/recl.19740931107}}.</ref> reagiert [[Methylamin]] mit zwei Molekülen Cyclopropanon.<ref>W. J. M. van Tilborg, H. Steinberg, T. J. de Boer, ''The chemistry of small ring compounds. Part 27. Heterocyclic condensation products from cyclopropanone and methylamine'', Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas '''93''', 294–297 (1974) {{DOI|10.1002/recl.19740931108}}.</ref>

[[Datei:Cyclopropanone Reactions V.1.svg|rahmenlos|hochkant=1.7|center]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Literatur ==
* Nicholas J. Turro: ''Cyclopropanones.'' In: ''Accounts of Chemical Research.'' 2, 1969, S. 25–32, {{DOI|10.1021/ar50013a004}}.
* Arthur Greenberg, Tyler A. Stevenson in Molecular Structure and Energetics, Vol. 3: "Studies of Organic Molecules" (Edited by Joel F. Liebman and Arthur Greenberg), S. 195–233, VCH Publishers, Deerfield Beach, 1986.

[[Kategorie:Cycloalkanon]]
[[Kategorie:Cyclopropan]]

Cyclopropanon - Versionsgeschichte

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