乙烯酮屬高毒類,其毒作用類似光氣,對人有窒息性,還可影響肺組織,同時引起臉部、眼睛劇烈發(fā)紅等癥狀,允許濃度為0.005mg/L。它的性質非?;顫姡灰踪A存,即使在低溫下,與空氣接觸也能生成爆炸性的過氧化物。
物理性質
常溫下為具有特殊氣味的無色氣體,純品極不穩(wěn)定,易聚合。易溶于乙醚、丙酮,微溶于烴和鹵代烴。
乙烯酮的一些重要物理性質見表9-1。
表9-1 乙烯酮的物理性質
| 項目 | 數(shù)值 |
| 熔點/℃ | -134.1 |
| 沸點(101.3kPa)/℃ | -41 |
| 液體密度/(g/cm3) | 0.7047 |
| 生成自由能△Gf/kJ | -46.9±1.6 |
| 生成焓△Hf/kJ | -47.7 |
| 偶極矩/D① | 1.41 |
| 蒸氣壓/kPa | |
| -120℃ | 0.53 |
| -71℃ | 19.5 |
| 20℃ | 1.9985×103 |
| 40℃ | 3.4137×103 |
| 90℃ | 10.0253×103 |
① 1D=3.33564×10-30C·m。
化學性質
乙烯酮的主要活性中心是羰基碳原子,具有較強的親電性,因此乙烯酮容易與親核試劑反應。乙烯酮易與含有極性基團的物質發(fā)生加成反應,也容易使單鍵或重鍵極化。加成反應一般發(fā)生在乙烯酮的C=C雙鍵上,如果沒有其它反應試劑存在,乙烯酮加成到第二個乙烯酮分子上生成二乙烯酮。乙烯酮能進行的主要反應是乙?;?、環(huán)化加成、乙烯酮插入和聚合反應。
乙烯酮與含有活潑氫的HX類化合物容易發(fā)生乙?;磻H缗c水生成乙酸,與脂肪醇生成乙酸烷基酯,與酚生成乙酸芳香酯,與羧酸生成乙酸酐,與烯醇生成乙酸烯醇酯,與過氧化氫生成二乙?;^氧化物。酸性或堿性催化劑能強烈地加速反應。
乙烯酮與氨、伯胺、仲胺、酰胺、亞胺、肼、腙、脲和甲亞胺類化合物發(fā)生加成反應生成相應的單乙酸酯,有時也能生成二乙酸酯和三乙酸酯。對于強堿性化合物,該反應是強烈的。對于弱堿性或帶有N—H基團、酸性或酰胺類化合物,需要有催化劑存在才能反應。烯酮與胺的反應既迅速又能定量進行,常用作定量分析烯酮的方法。
乙烯酮與氫化氰進行氣相加成生成丙酮腈,丙酮腈二聚或乙?;?-乙酸基丙烯腈。
CH2=C=O+HCN → CH3COCN
CH3COCN → CH2=C(OH)CN
CH2=C(OH)CN+CH2=C=O → CH2=C(OOCCH3)CN
在酸性催化劑作用下,烯酮與酰鹵、縮醛原酸酯等也能發(fā)生類似的加成反應。
烯酮與含有親核的C=C、C=O、C=N鍵的化合物可以發(fā)生1,2-環(huán)加成反應。如乙烯酮自二聚生成二乙烯酮。
單烷基烯酮二聚后還可以繼續(xù)與烯酮反應生成多聚體。
與烯酮能發(fā)生加成反應的含有上述雙鍵和叁鍵的化合物很多,如烯胺、乙烯基醚、烯烴、異氰酸酯、異氰化物、偶氮化物、亞硝基化物、亞胺類化物、乙炔、乙炔基醚、氨基乙烯基酮、鄰醌類等。
乙烯酮與醇類反應可以順利制得乙酸酯。乙烯酮與醇的反應過程是,先發(fā)生加成,再通過互變異構而成酯。
將乙烯酮氣體通入含有少量硫酸的叔丁醇中,即能加成得乙酸叔丁酯。
以少量硫酸為催化劑,乙烯酮也能與丙酮反應生成乙酸異丙烯酯。