Характеристика ацетилацетона

 

Ацетилацетон представляет собой бесцветную жидкость с приятным запахом, умеренно растворяется в воде (до 15%). Ацетилацетон, как в неразбавленном виде, так и в растворах является смесью таутомерных форм - дикарбонильная форма и енольная форма (одна или несколько), которые находятся в равновесии:

 

 

В таутомерной смеси всегда преобладает форма, имеющая меньшую кислотность. В случае ацетилацетона это дикетоформа.

Химические свойства b-дикетонов в значительной степени определяются кето-енольной таутомерией. b-дикарбонильные соединения, в общем, являются высокореакционноспособными веществами. Для них характерны реакции как с нуклеофильными, так и с электрофильными реагентами. Особое место занимает кислотность, енолизация и образование солей (внутренних комплексов) этих соединений. Менее характерны реакции со свободнорадикальным механизмом.

b-дикарбонильные соединения представляют собой кислоты. Константы кислотности в зависимости от строения соединения и растворителя меняются в широком интервале. Например, в водных растворах pKa»4….10. Дикарбонильная (кето-) форма является СН-кислотой, а енольная - ОН-кислотой, и каждая имеет свою константу ионизации.

В кислой среде ацетилацетон, как и все b-дикетоны, протонируется с образованием катионов:

 

 

Подвижность атомов водорода при втором углеродном атоме обуславливает растворение ацетилацетона в щелочах с образованием карбанионов. Относительная легкость образования карбанионов у всех b-дикетонов объясняется стабилизацией карбанионов при помощи двух карбонильных групп вследствие резонанса:

 

 

Карбанионы b-дикетонатов являются полифункциональными лигандами. Они обладают высокой реакционной способностью и почти со всеми элементами периодической системы образуют хелаты, которые характеризуются высокой степенью делокализации p-электронной плотности в кольце, что приводит к эквивалентности связей С-О и С-С.

Свойства хелатов b-дикетонатов сильно отличаются между собой [8]. Это позволило разработать методы определения, разделения и концентрирования многих элементов.

С ионами металлов <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D1%8B> ацетилацетон дает прочные комплексные соединения <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F>, которые используют в аналитической химии <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%8F> для определения и разделения бериллия <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D0%B9>, меди, хрома <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D1%80%D0%BE%D0%BC>, железа <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BE> и других металлов; в радиохимии <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%8F> - для выделения радиоактивных изотопов <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%8B>.

Ацетилацетонат-анион образует комплексы со многими ионами переходных металлов <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D1%8B>, где оба атома кислорода связаны с металлом, образуя шестичленные хелатные комплексы.

Металл ацетилацетонаты, часто упоминаемые как хелаты металлов, хорошо известны в данной области. Металл ацетилацетонаты являются высокоэффективными катализаторами для широкого спектра органических преобразований, таких как олигомеризация, полимеризация, гидрогенизация, изомеризация, для связи и т.д. Они также используются в технологиях изготовления резины для вулканизации, для выделения и разделения металлов, в качестве реагентов ЯМР, в микроэлектронных устройствах, для синтеза высококачественных полупроводниковых материалов для оптоэлектронных устройств, для разделения энантиомеров, как источник металла или оксидов металлов для контролируемого осаждения, как фунгициды, в качестве стабилизатора цвета пигмента, как углеродные поглотители для дизельного топлива, для контроля сгорания катализаторов, для ракетных топлив и в лазерной технике.