Ethenon

Strukturformel
Strukturformel von Ethenon / Keten
Allgemeines
Name	Ethenon
Andere Namen	Keten Carbomethen Ketoethylen
Summenformel	C2H2O
Kurzbeschreibung	hochentzündliches, farbloses Gas mit stechendem Geruch<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 207-336-9 ECHA-InfoCard 100.006.671 PubChem 10038 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	42,04 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	1,93 kg·m−3<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	−151 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	−56 °C<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	hydrolysiert in Wasser<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref>Vorlage:CL Inventory/nicht harmonisiertFür diesen Stoff liegt noch keine harmonisierte Einstufung vor. Wiedergegeben ist eine von einer Selbsteinstufung durch Inverkehrbringer abgeleitete Kennzeichnung von Vorlage:Linktext-Check im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum</ref> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 220​‐​315​‐​318​‐​330​‐​335 P: ?
MAK	Schweiz: 0,5 ml·m−3 bzw. 0,9 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 463-51-4 bzw. Ethenon)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−47,5 kJ/mol<ref name="CRC90_5_21">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-21.</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Ethenon oder auch Keten (Betonung auf der zweiten Silbe: Keten) ist die einfachste chemische Verbindung aus der Gruppe der Ketene und kann als inneres Anhydrid der Essigsäure aufgefasst werden.

Gewinnung und Darstellung

Keten entsteht durch Dehydratisierung von Essigsäure oder bei der Pyrolyse von Aceton. So wird beim Leiten von Acetondämpfen durch erhitzte Rohre oder elektrisch beheizte Metalldrähte bei 500–600 °C in Gegenwart von wenig Schwefelkohlenstoff Ethenon neben Methan in Ausbeuten bis 95 % d.Th. gebildet.<ref>K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, "Taschenbuch der Chemie", 20. Aufl. 2006, ISBN 978-3-8171-1761-1.</ref><ref>C.D. Hurd: Vorlage:Linktext-Check In: Organic Syntheses. 4, 1925, S. 39, doi:10.15227/orgsyn.004.0039; Coll. Vol. 1, 1941, S. 330 (PDF).</ref> Die Ketonpyrolyse ist in der industriellen Chemie inzwischen von der Dehydratisierung von Essigsäure (Schmidlin-Bergman<ref>J. Schmidlin, M. Bergman, Ber. dtsch. Chem. Ges., 43, 2821 (1910), DOI:10.1002/cber.19100430340.</ref>-Wilsmore-Reaktion) weitgehend abgelöst worden.

Datei:Ketene preparation.png

Herstellung von Keten

Im Labor kann Keten durch die Umsetzung von Acetylchlorid mit einem tertiären Amin dargestellt werden.

Umsetzung von Acetylchlorid mit Triethylamin

Ethenon wurde etwa zeitgleich von Hermann Staudinger<ref>Tidwell, T. T. (2005), Ein Jahrhundert Ketene (1905–2005): die Entdeckung einer vielseitigen Klasse reaktiver Intermediate. Angewandte Chemie, 117: 5926–5933. doi:10.1002/ange.200500098 und H. Staudinger, H. W. Klever, Ber. dtsch. Chem. Ges., 41, 5943 (1908).</ref> – durch Reaktion von Bromacetylbromid mit metallischem Zink – und Norman Thomas Mortimer Wilsmore<ref>N. T. M. Wilsmore, J. Chem. Soc., 91, 1938 (1907), DOI:10.1039/ct9079101938.</ref> – durch thermische Zersetzung von Essigsäureanhydrid – gefunden.

Eigenschaften

Ethenon ist chemisch instabil. Das Gas ist nur bei tiefen Temperaturen (−80 °C) einigermaßen beständig. Es muss daher für jede Verwendung stets neu hergestellt und gleich weiterverarbeitet werden, da sonst eine Dimerisierung zu Diketen erfolgt bzw. eine Reaktion zu schwer handhabbaren Polymeren. Der Polymeranteil bei der Herstellung von Diketen wird daher auch z. B. durch Zugabe von Schwefeldioxid zum Ketengas oder den Reaktionsmedium verringert.<ref>Patent EP0377438: Veröffentlicht am 11. Juni 1990, Anmelder: Lonza AG, Erfinder: R. Bergamin et al..‌</ref> Wegen seiner kumulierten Doppelbindungen ist Ethenon sehr reaktiv und addiert H-azide Verbindungen nucleophil zu den entsprechenden Essigsäurederivaten; so hydrolysiert es z. B. mit Wasser zu Essigsäure oder reagiert mit prim. oder sek. Aminen zu den entsprechenden Acetamiden.

Keten ist hochgiftig; die Toxizität beträgt etwa das Achtfache von Phosgen.<ref name="Römpp">Eintrag zu Diketen. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>

Verwendung

Ethenon dient zur Herstellung von Essigsäureanhydrid aus Essigsäure. Allgemein wird es zur Acetylierung von chemischen Verbindungen verwendet.<ref name="Römpp" />

Datei:Ketene reactions.png

Darstellung von Acetamid, Ethylacetat, Essigsäure und Essigsäureanhydrid

Datei:Mechanism-Ketene Reactions V1.svg

Mechanismus der Umsetzung von Keten mit einem Protonendonator H–A

Ethenon reagiert mit Formaldehyd in Gegenwart von Lewis-Säuren wie AlCl₃, ZnCl₂ oder BF₃ als Katalysatoren zu β-Propiolacton.<ref>Hans-Jürgen Arpe, "Industrielle Organische Chemie", 6. Aufl., 2007, WILEY-VCH Verlag, Weinheim, ISBN 978-3-527-31540-6.</ref> Die technisch bedeutendste Verwendung von Ethenon ist die Synthese von Sorbinsäure durch Reaktion von Crotonaldehyd (2-Butenal) mit Keten in Toluol bei ca. 50 °C in Anwesenheit von Zinksalzen langkettiger Carbonsäuren. Dabei entsteht ein Polyester der 3-Hydroxy-4-hexensäure, der thermisch<ref>Patent EP1295860: Veröffentlicht am 26. März, Anmelder: Nutrinova GmbH, Erfinder: D. Decker et al..‌</ref> oder hydrolytisch zu Sorbinsäure depolymerisiert wird.

Sicherheitshinweise

Ethenon neigt zur spontanen Polymerisation. Der Kontakt mit Wasserstoffperoxid führt zu explosivem Diacetylperoxid.<ref name="Roth_Weller CD-ROM">L. Roth, U. Weller-Schäferbarthold: Gefährliche Chemische Reaktionen - Potentiell gefährliche chemische Reaktionen zu über 1750 Stoffen, Eintrag für Keten, CD-ROM Ausgabe 8/2021, ecomed Sicherheit Landsberg/Lech, ISBN 978-3-609-48040-4.</ref> Die Dämpfe von Keten können mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden.

Einzelnachweise

<references />