Cyclododecanon

Strukturformel
Strukturformel von Cyclododecanon
Allgemeines
Name	Cyclododecanon
Summenformel	C12H22O
Kurzbeschreibung	farblose campherartig riechende Kristalle<ref name="Ruzicka">L. Ruzicka, M. Stoll, H. Schinz: Zur Kenntnis des Kohlenstoffringes II. Synthese der carbocyclischen Ketone vom Zehner- bis zum Achtzehnerring. In: Helvetica Chimica Acta. Band 9, Nr. 1, 1926, S. 249–264, hier: S. 256, doi:10.1002/hlca.19260090130. </ref><ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 212-595-6 ECHA-InfoCard 100.011.450 PubChem 13246 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	182,31 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="GESTIS" />
Dichte	0,97 g·cm−3<ref name="GESTIS" />
Schmelzpunkt	59 °C<ref name="Ruzicka" />
Siedepunkt	126–128 °C (12 Torr)<ref name="Ruzicka" /> 277 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	13 Pa (132 °C)<ref name="Merck">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei MerckVorlage:Abrufdatum</ref>
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser (45 mg·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />
Brechungsindex	1,4571 (60 °C)<ref name="CRC90_3_126">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. 3-126.</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol H- und P-Sätze H: 411 P: 273<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten	> 2500 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Cyclododecanon ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der alicyclischen Ketone (Cycloalkanone). Es kann vom Kohlenwasserstoff Cyclododecan abgeleitet und auch aus diesem erhalten werden.

Herstellung

Cyclododecanon wurde neben anderen Ringketonen erstmals im Chemischen Institut der ETH Zürich in der Arbeitsgruppe von Leopold Ruzicka synthetisiert. Bei seinen Untersuchungen über tierische Riechstoffe (Muscon, Zibeton) erweiterte Ruzicka die Methode der Pyrolyse (Thermolyse) von Dicarbonsäuresalzen,<ref>Siegfried Hauptmann: Organische Chemie. Verlag Harri Deutsch, Thun/Frankfurt am Main 1985, ISBN 3-87144-902-4, S. 219.</ref> indem er an Stelle von Calcium- oder Bariumsalzen Cer-, Thorium- und Yttriumsalze einsetzte.

So wurde aus Undecandicarbonsäure (= Tridecandisäure) das Thoriumsalz hergestellt; dieses wurde im Vakuum auf 350–400 °C erhitzt. Bei dieser Thermolyse bildete sich – neben anderen Verbindungen – das flüchtige (destillierbare) 12-Ring-Keton in geringer Ausbeute. Die in den Reaktionsprodukten enthaltene Substanz wurde durch Herstellung des Semicarbazons gereinigt. Letzteres wurde durch Hydrolyse mit Salzsäure oder wässriger Oxalsäure in das Keton übergeführt.<ref name="Ruzicka" />

Nachdem 1,5,9-Cyclododecatrien industriell zugänglich geworden war, konnte daraus auch Cyclododecanon in großem Maßstab hergestellt werden. Bei einer von BASF eingesetzten Synthese wird aus dem Trien durch Reaktion mit Distickstoffmonoxid Cyclododecadienon erhalten, welches durch Hydrierung zu Cyclododecanon umgesetzt wird.<ref name="Fabrizio Cavani, Gabriele Centi, Siglinda Perathoner, Ferruccio Trifirò">Fabrizio Cavani, Gabriele Centi, Siglinda Perathoner, Ferruccio Trifirò: Sustainable Industrial Chemistry. John Wiley & Sons, 2009, ISBN 3-527-62912-2, S. 384 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Datei:Cyclododecanone2.JPG

Bevorzugte Konformation von Cyclododecanon

Die in der Infobox gezeigte Skelettformel gibt nicht die „reale“ Molekülstruktur wieder. Wie beim Kohlenwasserstoff Cyclododecan liegen die zwölf Kohlenstoffatome nicht in einer Ebene. Das Molekül ist „flexibel“, d. h., seine Atome sind intern in ständiger Bewegung (Pseudorotation). Dadurch sind verschiedene Konformationen möglich. Sie ähneln stark den beim Kohlenwasserstoff gefundenen.

Im kristallinen Zustand liegt – wie eine Röntgenkristallstrukturanalyse bei minus 160 °C zeigte – ein Konformer vor, welches C₂-Symmetrie aufweist. Es wurde als „quadratisch“ („square“) bezeichnet, denn die Kohlenstoffatome C-2, C-5, C-8 und C-11 lassen sich als Eckpunkte eines Quadrats auffassen.<ref>P. Groth: On the Crystal Structure of Cyclododecanone. In: Acta Chemica Scandinavica. 33a, 1979, S. 203–205, doi:10.3891/acta.chem.scand.33a-0203 (freier Volltext). </ref> Diese im Kristall bevorzugte Konformation konnte mittels NMR-Spektroskopie bei tiefen Temperaturen auch in Lösung nachgewiesen werden.<ref>Tarik N. Rawdah: NMR spectroscopic study of the conformational features of cyclododecanone. In: Tetrahedron. Band 47, Nr. 40, 1991, S. 8579–8586, doi:10.1016/S0040-4020(01)82401-7. </ref>

Chemische Eigenschaften

Cyclododecanon ist ein brennbarer farbloser Feststoff, der nach Campher riecht und praktisch unlöslich in Wasser ist.<ref name="GESTIS" />

Verwendung

Cyclododecanon wird zur Herstellung von Dodecandisäure und Laurinlactam verwendet und wird in der Parfümindustrie eingesetzt.<ref name="GESTIS" /> Es wird auch zur Herstellung anderer makrozyklischer Verbindungen wie Muscon verwendet.<ref name="Tse-Lok Ho">Tse-Lok Ho: Symmetry: A Basis for Synthesis Design – Tse-Lok Ho. John Wiley & Sons, 1995, ISBN 978-0-471-57376-0, S. 442 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

Sicherheitshinweise

Auf Mineralfasern oder auf Kieselgursteine aufgebracht, neigt Cyclododecanon zur Selbstentzündung weit unter dem Zündpunkt von 230 °C.<ref name="GESTIS" />

Trivia

Am 12. September 2012 gab es in einer Kläranlage der BASF SE in Ludwigshafen einen Chemieunfall, bei dem etwa 500 Kilogramm der für Wasserorganismen langfristig giftigen Verbindung in den Rhein flossen. Aufgrund der ausgetretenen Menge und der Verdünnung des Produktes im Rhein ist nach Angaben von BASF nicht von einer Gefährdung von Wasserorganismen auszugehen.<ref name="BASF">BASF: Vorlage:Webarchiv/Wartung/Today BASF.</ref>

Einzelnachweise

<references />