Dioxolane

Les dioxolanes sont une famille de composés organiques hétérocyliques, comportant un cycle de 5 atomes dont deux atomes d'oxygène. Les composés parents sont le 1,2-dioxolane de numéro CAS #4362-13-4 et le 1,3-dioxolane, CAS #646-06-0 .

Dioxolane
Identification
Nom UICPA	Dioxolane
Synonymes	1,3-dioxolane
No CAS	646-06-0
No ECHA	100.010.422
No CE	211-463-5
No RTECS	JH6760000
PubChem	12586
ChEBI	87597
SMILES	O1COCC1 PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/C3H6O2/c1-2-4-5-3-1/h1-3H2 InChIKey : SNQXJPARXFUULZ-UHFFFAOYSA-N
Apparence	liquide incolore[1]
Propriétés chimiques
Formule	C3H6O2  [Isomères]
Masse molaire[2]	74,078 5 ± 0,003 4 g/mol C 48,64 %, H 8,16 %, O 43,2 %,
Propriétés physiques
T° fusion	−26 °C[1]
T° ébullition	74 °C[1]
Solubilité	miscible avec l'eau[1],[3]
Paramètre de solubilité δ	21,8 J1/2·cm-3/2 (25 °C)[4]
Masse volumique	1,06 g·cm-3 à 20 °C[1]
T° d'auto-inflammation	245 °C[1]
Point d’éclair	−5 °C[1]
Limites d’explosivité dans l’air	de 2,3 à 30,5 vol.%[1]
Pression de vapeur saturante	114 mbar à 20 °C 180 mbar à 30 °C 275 mbar à 40 °C 407 mbar à 50 °C[1]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\displaystyle {\textit {n}}_{D}^{20}}$ = 1,401 à 20 °C[5]
Précautions
SGH[1],[5]
H225, H319, P210, P280, P303+P361+P353, P305+P351+P338, P337+P313, P403+P233 et P501 H225 : Liquide et vapeurs très inflammables H319 : Provoque une sévère irritation des yeux P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P303+P361+P353 : En cas de contact avec la peau (ou les cheveux) : enlever immédiatement les vêtements contaminés. Rincer la peau à l’eau/se doucher. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P337+P313 : Si l’irritation oculaire persiste : consulter un médecin. P403+P233 : Stocker dans un endroit bien ventilé. Maintenir le récipient fermé de manière étanche. P501 : Éliminer le contenu/récipient dans …
SIMDUT[6]
Produit non classé La classification de ce produit n'a pas encore été validée par le Service du répertoire toxicologique Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
Transport[1]
- 1166 Numéro ONU : 1166 : DIOXOLANNE Classe : 3 Étiquette : 3 : Liquides inflammables Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Écotoxicologie
DL50	3000 mg·kg−1 (rat, oral)[1] 9040 mg·kg−1 (lapin, s.c.)[1]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le 1,3-dioxolane ne possédant pas deux atomes d'oxygène vicinaux (voisins ou consécutifs), n'est donc pas un peroxyde et à ce titre est stable, contrairement au 1,2-dioxolane, un peroxyde instable.
Le 1,3-dioxolane est utilisé comme solvant et comme un comonomère dans les polyacétals.

Certains produits naturels comme le sporol et son isomère le néosporol présentent, dans leur struc- ture, des cycles 1,3-dioxolane.

Synthèse

Le 1,3-dioxolane peut être obtenu par une réaction entre l'éthylène glycol (alias éthane-1,2-diol) et le formaldéhyde (méthanal)^[7] :

D'une manière générale, les dioxolanes sont synthétisés de la même manière en particulier quand ils sont formés pour protéger une fonction oxo sous forme d'acétal cyclique. Ainsi l'éthylène glycol permet l'acétalisation des aldéhydes et la cétalisation des cétones^[8] :

Groupe protecteur

Certains composés organiques contenant des groupes carbonyles ont besoin parfois que ces groupes soient protégés pour éviter qu'ils ne réagissent lors de réactions destinées à modifier d'autres fonction- nalités de ces composés. À cet effet, plusieurs approches de protection et de déprotection^[9] en particu- lier via des dioxolanes^[10] sont connues. Par exemple, la réduction du 4-oxocyclohexanecarboxylate de méthyle avec l'aluminohydrure de lithium (LiAlH₄) génère le 4-hydroxyméthylcyclohexanol. En proté- geant la cétone par un cétal, il est possible de ne réduire que la fonction ester. Ce cétal est produit par la réaction de la molécule de départ avec l'éthylène glycol, catalysée par un acide. Puis la réduction est effectuée et finalement par déprotection par hydrolyse, la 4-hydroxyméthylcyclohexanone est obtenue :

Le Tétrakis(3,5-bis(trifluorométhyl)phényl)borate de sodium ([Na⁺(BAr^F₄)⁻], alias "BARF") peut être aussi utilisé pour déprotéger des carbonyles sous forme de dioxolane^[9],[10]. Par exemple, la dépro- tection du 2-phényl-1,3-dioxolane en benzaldéhyde peut être faite dans l'eau en cinq minutes à 30 °C^[11] :

PhCH(OCH₂)₂   +   H₂O   ${\displaystyle {\ce {->[{\ce {NaBArF4}}][{\text{30 °C / 5 min}}]}}}$   PhCHO   +   HOCH₂CH₂OH