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Ciclopentil metil éter

El ciclopentil metil éter ( CPME ), también conocido como metoxiciclopentano , es un disolvente etéreo hidrófobo . Un alto punto de ebullición de 106 °C (223 °F) y características preferibles como baja formación de peróxidos , relativa estabilidad en condiciones ácidas y básicas, formación de azeótropos con agua junto con un estrecho rango de explosión hacen del CPME una alternativa atractiva a otros disolventes etéreos como el tetrahidrofurano (THF), el 2-metiltetrahidrofurano (2-MeTHF), el dioxano y el 1,2-dimetoxietano (DME). [2]

Síntesis

La síntesis de este compuesto se puede realizar de dos formas diferentes:

(1) por metilación del ciclopentanol .

(2) mediante la adición de metanol al ciclopenteno . Este segundo método es mejor desde el punto de vista de la química sostenible, ya que no produce subproductos.

Aplicaciones

El ciclopentil metil éter se utiliza en síntesis orgánica, principalmente como disolvente. Sin embargo, también es útil en extracción , polimerización , cristalización y recubrimiento de superficies.

Algunos ejemplos de reacciones donde actúa como disolvente son:

El ciclopentil metil éter posee características que lo convierten en una alternativa potencial para otros éteres. Según una evaluación de tres revistas de química de 2020, los disolventes etéreos representan una participación del 22 al 25 % de todos los disolventes utilizados. [9]

A diferencia de los éteres solubles en agua como el tetrahidrofurano y el 1,4-dioxano, el ciclopentil metil éter (CPME), al ser hidrófobo, actúa adecuadamente como un extractante . En fases acuosas, solo quedan trazas de CPME debido a su baja solubilidad. El CPME también exhibe estabilidad tanto a niveles de pH bajos como altos, incluso a temperaturas elevadas y tiempos de contacto prolongados. Puede formar un azeótropo con agua en una proporción de 83,7% de CPME a 16,3% de agua a una temperatura final azeotrópica de 83 °C. [10] Estas propiedades permiten que el CPME funcione eficazmente como un agente de arrastre durante los procesos de esterificación [11] y acetalizaciones. [12] El disolvente también muestra una baja solubilidad para el agua en CPME, que se informa que es de 0,3 g / 100 g. [13]

Recientemente, se han llevado a cabo investigaciones sobre el uso de ciclopentil metil éter como disolvente ecológico en una amplia gama de reacciones químicas, como reducciones , oxidaciones y reacciones de Grignard . [14] [15]

Sin embargo, en la actualidad, la producción de ciclopentil metil éter, que en muchos aspectos cumple con los criterios de una sustancia química "verde", aún depende del ciclopenteno derivado de fuentes de combustibles fósiles no renovables. El furfural , una sustancia química de plataforma, puede producir ciclopentanol con altos rendimientos mediante hidrogenación catalítica utilizando un contacto de cobre [16] o un contacto de níquel- cobalto [17] . El ciclopentanol resultante puede luego deshidratarse fácilmente para obtener ciclopenteno.

Referencias

  1. ^ ab Baird, Zachariah Steven; Uusi-Kyyny, Petri; Pokki, Juha-Pekka; Pedegert, Emilie; Alopaeus, Ville (6 de noviembre de 2019). "Presiones de vapor, densidades y parámetros PC-SAFT para 11 biocompuestos". Revista internacional de termofísica . 40 (11): 102. Código Bibliográfico :2019IJT....40..102B. doi : 10.1007/s10765-019-2570-9 .
  2. ^ Watanabe, Kiyoshi; Yamagiwa, Noriyuki; Torisawa, Yasuhiro (24 de febrero de 2007). "Ciclopentil metil éter como un nuevo y alternativo disolvente de proceso". Org. Process Res. Dev . 11 (2): 251–258. doi :10.1021/op0680136.
  3. ^ Compuestos de éter y compuestos polimerizables y métodos de fabricación. Por: Kiriki, Satoshi. 3 de agosto de 2015. JP 2015140302
  4. ^ Torisawa, Yasuhiro (15 de enero de 2007). "Conversión de oximas de indanona en isocarboestirilos". Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters . 17 (2): 453–455. doi :10.1016/j.bmcl.2006.10.022. PMID  17064893.
  5. ^ Okabayashi, Tomohito; Iida, Akira; Takai, Kenta; Misaki, Tomonori; Tanabe, Yoo (18 de septiembre de 2007). "Método práctico y robusto para la preparación regio- y estereoselectiva de acetales de (E)-ceteno tert-butil TMS y éteres de β-cetoéster tert-butil (1Z,3E)-1,3-Bis(TMS)dienol derivados". The Journal of Organic Chemistry . 72 (21): 8142–8145. doi :10.1021/jo701456t. PMID  17877405.
  6. ^ Shimada, Toyoshi; Suda, Masahiko; Nagano, Toyohiro; Kakiuchi, Kiyomi (22 de octubre de 2005). "Preparación sencilla de un nuevo bloque de construcción basado en BINAP, 5,5'-DiiodoBINAP, y su aplicación sintética". The Journal of Organic Chemistry . 70 (24): 10178–10181. doi :10.1021/jo0517186. PMID  16292868.
  7. ^ Molander, Gary A.; Elia, Maxwell D. (3 de noviembre de 2006). "Reacciones de acoplamiento cruzado Suzuki−Miyaura de haluros de bencilo con ariltrifluoroboratos de potasio". The Journal of Organic Chemistry . 71 (24): 9198–9202. doi :10.1021/jo061699f. PMC 2515367 . PMID  17109547. 
  8. ^ Azzena, Ugo; Carraro, Massimo; Mamuye, Ashenafi Damtew; Murgia, Irene; Pisano, Luisa; Zedde, Giuseppe (17 de abril de 2015). "Ciclopentil metil éter – NH4X: un nuevo sistema de disolvente/catalizador para reacciones de acetalización de bajo impacto". Química verde . 17 (6): 3281–3284. doi :10.1039/c5gc00465a.
  9. ^ A. Jordan, CGJ Hall, LR Thorp, HF Sneddon (2022), "Reemplazo de solventes dipolares apróticos y etéreos menos preferidos en la química orgánica sintética con alternativas más sustentables", Chem. Rev. , vol. 122, págs. 6749–6794, doi :10.1021/acs.chemrev.1c00672, PMC 9098182 {{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  10. ^ "Nuevo disolvente de éter hidrofóbico – Ciclopentilmetiléter – CPME – Datos técnicos" (PDF) . Zeon Corporation. Junio ​​de 2018 . Consultado el 20 de octubre de 2022 .
  11. ^ D. Rigo, G. Firani, A. Perosa, M. Selva (2019), "Reacciones catalizadas por ácido de ésteres de isopropenilo y dioles renovables: una secuencia en tándem de transesterificación/acetalización con 100 % de eficiencia de carbono, desde el flujo discontinuo hasta el flujo continuo", ACS Sustainable Chem. Eng. , vol. 7, n.º 23, págs. 18810–18818, doi :10.1021/acssuschemeng.9b03359{{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  12. ^ U. Azzena, M. Carraro, AD Mamuye, I. Murgia, L. Pisano, G. Zedde (2015), "Ciclopentil metil éter–NH4X: un nuevo sistema de solvente/catalizador para reacciones de acetalización de bajo impacto", Green Chem. , vol. 17, núm. 6, págs. 3281–3284, doi :10.1039/C5GC00465A{{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  13. ^ "Zeon Corporation" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de julio de 2011. Consultado el 5 de agosto de 2024 .
  14. ^ "Aplicaciones sintéticas con ciclopentilmetiléter (CPME), versión 2.0" (PDF) . Zeon Corporation. Septiembre de 2018. Consultado el 20 de octubre de 2022 .
  15. ^ U. Azzena, M. Carraro, L. Pisano, S. Monticelli, R. Bartolotta, V. Pace (2019), "Ciclopentil metil éter: un disolvente etéreo ecológico electivo en la química orgánica clásica y moderna", ChemSusChem , vol. 12, n.º 1, págs. 40–70, doi : 10.1002/cssc.201801768 , PMC 6391966 {{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  16. ^ N. Pino, G. Hincapié, D. López (2018), "Ruta catalítica selectiva para la síntesis de biocombustibles de alta densidad utilizando compuestos derivados de biomasa", Energy & Fuels , vol. 32, no. 1, pp. 561–573, doi :10.1021/acs.energyfuels.7b03256{{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  17. ^ Q. Guo, X. Hou, W. Xiu, J. Liu (2022), "Conversión eficiente de furfural en ciclopentanol sobre catalizador de Ni-Co soportado en carbón activado con lignina", RSC Adv. , vol. 12, págs. 11843–11852, doi : 10.1039/D2RA00016D , PMC 9016743 {{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )