2，2，4，4-Tetramethyl-1，3-cyclobutanediol
2，2，4，4-テトラメチル-1，3-シクロブタンジオール（CBDO）は脂肪族ジオールです。このジオールの混合物として生成され、シス-及びトランス-異性体、ヒドロキシル基の相対的立体化学に応じ。高分子材料合成用のモノマーとして使用されます。CBDOは現在、ビスフェノールA（BPA）の代替品として研究されています。BPAは、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエステルケトンなど、さまざまなポリマーの製造に使用される前駆体です。
2，2，4，4-テトラメチル-1，3-シクロブタンジオール
シス-（左）および
トランス-2，2，4，4-テトラメチル-1，3-シクロブタンジオール（右）
名前 IUPAC名 2，2，4，4-テトラメチルシクロブタン-1，3-ジオール
他の名前
1，1，3，3-テトラメチル-2，4-シクロブタンジオール
識別子
CAS番号
3010-96-6 N
3Dモデル（JSmol）
インタラクティブ画像ChemSpider 68858 Y
ECHAインフォカード 100.019.219PubChem CID 76382 UNII 9T56625HW3 N
CompToxダッシュボードEPA） DTXSID9044908 InChI
InChI = 1S / C8H16O2 / c1-7（2）5（9）8（3，4）6（7）10 / h5-6，9-10H、1-4H3 Y キー：FQXGHZNSUOHCLO-UHFFFAOYSA-N Y InChI = 1 / C8H16O2 / c1-7（2）5（9）8（3，4）6（7）10 / h5-6，9-10H、1-4H3
キー：FQXGHZNSUOHCLO-UHFFFAOYAA SMILES OC1C（C）（C）C（O）C1（C）C
プロパティ
化学式
C 8 H 16 O 2
モル質量 144.214g ・mol -1
外観 結晶性白色固体（粉末）
融点
126〜134°C（259〜273°F; 399〜407 K）
沸点
210〜215°C（410〜419°F; 483〜488 K）
ハザード
安全性データシート
引火点
51°C（124°F; 324 K）
特に明記されていない限り、データは標準状態（25°C 、100 kPa）の材料について示されてい N 確認します YN
インフォボックスの参照
コンテンツ
1 BPAの代替品
2 準備
3 構造と特性
4 ポリエステル化
5 参考文献
BPAの代替品
大量のBPAに関連する論争は、最終的にはその内分泌かく乱能力に関連しています。 BPAと同様に、CBDOはポリエステルの製造に適した構造を持つジオールです。CBDOのC 4環は、環状構造を形成することから、2個のOH基を防止するのに十分に剛性です。BPAとは異なり、CBDOベースの消費者製品による発がん性または毒性作用の現在の証拠はありません。ただし、長期および短期の両方の影響に対するCBDOの毒性に関する研究はほとんどありません。
CBDOは、ポリエステル製造の構成要素として、BPAに比べて潜在的な利点がCBDOは熱的および機械的に非常に安定しています。CBDOから調製されたポリエステルは硬質材料ですが、CBDOと柔軟なジオールの組み合わせにより、耐衝撃性が高く、色が低く、熱安定性が高く、光酸化安定性と透明性に優れた材料が得られます。追加のボーナスとして、CBDO由来のポリマーは高い延性を持っています。 CBDO由来のポリエステルの熱的および機械的特性は、多くの場合、従来のポリエステルよりも優れています。
準備
CBDOの合成には、無水イソ酪酸の熱分解と、それに続く、得られた2，2，4，4-テトラメチルシクロブタンジオンの水素化が含まれます。この合成は、今日CBDOを作成するために使用されている方法に似ています。最初のステップでは、イソ酪酸またはその無水物をケテンに変換します。次に、このケテンは二量体化して、2つのケトン基を持つ4員環を形成します。
生成物の環を水素化してジオールを得る。最後のステップは通常、ルテニウム、ニッケル、またはロジウム触媒による接触水素化を含みます。ジケトン環の水素化により、シス異性体とトランス異性体の両方が生成されます。 CBDOを作成するための簡略化されたスキームを以下に示します。
構造と特性
C 4 CBDOのシス異性体の環が非平面です。単純な非平面シクロブタンの場合、二面角は19〜31°の範囲です。CBDOのシス異性体は、固体状態で平均二面角が17.5°の2つの配座異性体として結晶化します。ただし、トランス異性体の二面角は0°です。
ポリエステル化
ポリエステルを製造するための現在の経済的な方法は、ジカルボン酸をジオールで直接エステル化することです。この縮合重合により、モノマー単位が鎖に追加されます。個々の鎖は、カルボキシル末端基とヒドロキシル末端基を介して互いに反応します。最後に、エステル交換はチェーン内で発生します。 CBDOはポリエステルで最も頻繁に使用されますが、CBDOと一連のビスフェノールの混合コポリカーボネートも合成されています。シス異性体とトランス異性体の異なる反応性は、詳細に研究され
参考文献
^ vom Saal Frederick S.、ヒューズクロード。ビスフェノールAの低用量効果に関する広範な新しい文献は、新しいリスク評価の必要性を示しています。環境。健康の視点。113巻、2005年、926〜33ページ。土井： 10.1289 / ehp.7713 ^ Hoppens、Nathan C.、Hudnall、Todd W.、Foster、Adam、Booth、Chad J.2，2，4，4-テトラメチル-1，3-シクロブタンジオールから誘導された脂肪族-芳香族コポリエステル。Journal of Polymer Science：Part A：PolymerChemistry。42巻、2004年、3473-3478ページ。土井：10.1002 / pola.20197 ^ Kelsey、Donald R.、Scardion、Betty M.、Grebowicz、Jamusz S.、Chuah、Hoe H. High Impact、Amorphous Terephthalate Copolyesters of Rigid 2，2，4，4-Tetramethyl-1，3-cyclobutanediol with柔軟なジオール。高分子。33巻、2000年、5810-5818ページ。土井：10.1021 / ma000223 + ^ Wedekind、E.、Weisswange、W。 “”Berichte Ueber die Synthese eines Diketons der Cyclobutanreihe” Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft、1906、Volume 39、pp.1631。土井： 10.1002 / cber.19060390287 ^ W. Theilheimer「1，3-シクロブタンジオンからの1，3-シクロブタンジオール」有機化学の合成法、1962年、第16巻、29ページ。
^ Shirrell＆Williams「cis-2，2，4，4-テトラメチル-1，3-シクロブタンジオールの結晶および分子構造」Acta Crystallographica Section B. 1976、Volume 32、pp。1867-1870。土井： 10.1107 / S0567740876006559 ^ Margulis、TR「平面シクロブタン：2，2，4，4-テトラメチルシクロブタン-トランス-1，3-ジオールの構造」Journal of the Chemical Society D. 1969、pp。215–216。土井： 10.1039 / C29690000215 ^ ホルストKöpnick、マンフレッド・シュミット、ヴィルヘルムBrügging、ジョーンRüter、工業化学、ワイリー-VCH、ワインハイム、ウルマンの百科事典でウォルター・カミンスキー「ポリエステル」2002年DOI： 10.1002 / 14356007.a21_227″