Диоксоланы

Диоксоланы — органическое соединение класса пятичленных гетероциклов, содержащих в кольце 2 атома кислорода. В зависимости от положения атомов кислорода различают 1, 2- и 1, 3-диоксолан. Наиболее стабильны 1, 3-диоксоланы.

1,3-диоксолан

Химические свойства

1,3-диоксолан легко растворяется в воде, с иодом образует комплекс, с бромом реагирует, образуя 2-бромэтилформиат. С хлором реакция приводит к смеси замещенных по 2-м или 4-м положении.

Применение

• 1,3-диоксолан можно рассматривать как циклический ацеталь формальдегида и этиленгликоля, а замещенные по второму положению 1,3-диоксоланы — как ацетали других альдегидов или кетонов.

Перевод в 1,3-диоксоланы является защитой для альдегидов и кетонов или 1,2-диолов, поскольку они устойчивы к действию оснований и устойчивы в нейтральной среде.

• 

  Защита альдегидной группы
• 

  Защита кетогруппы
• 

  Защита 1,2-диолов

• Используется в качестве как экстрагента для жиров, масел, восков.
• В качестве низкокипящего растворителя красок и эфиров целлюлозы.
• При перемешивании раствора реагентов в присутствии ортоэфиров как водопоглощающего средства.

Методы синтеза

• 1,3-диоксолан получают из формалина и этиленгликоля кипячением в присутствии фосфорной кислоты.
• 2-замещённые 1,3-диоксоланы кипячением смеси альдегида и этиленгликоля в бензоле (толуоле, хлороформе, ксилоле, трихлорэтилене, дихлорметане) в присутствии пара-толуолсульфокислоты с азеотропной отгонкой образующейся воды и катализе пара-толуолсульфокислотой.
• обменным способом, когда кетон смешивается с диоксоланом более летучего кетона (ацетон, 2-бутанон и др.). При кипячении в присутствии пара-толуолсульфокислоты происходит обмен и более летучий кетон покидает сферу реакции, смещая равновесие в нужную сторону.
• реакцией этиленоксида с кетонами или альдегидами в присутствии SnCl₄

• кипячением кеталей или ацеталей с 1,2-диолами.

Свойства

1,3-диоксоланы и их производные гидролизуются в кислой среде, образуя соответствующие альдегид и гликоль.

1,2-диоксолан

1,2-диоксоланы и их производные является циклическими пероксидами, и поэтому нестабильны: сам 1,2-диоксолан устойчив только до 35 °C. Его производные легко разлагаются при нагревании и облучении. Их получают по следующим схемам:

Соединения, содержащие структуру 1,2-диоксолана, — промежуточные продукты в биосинтезе эндо-пероксидов простагландинов.