2-甲基-1,3-环己二酮
[CAS 1193-55-1]

基本信息

• 产品分类: 化学试剂 >> 有机试剂 >> 脂肪酮（含烯醇）
• 产品名称: 2-甲基-1,3-环己二酮
• 英文名: 2-Methyl-1,3-cyclohexanedione
• 分子式: C₇H₁₀O₂
• 分子量: 126.15
• CAS 登录号: 1193-55-1
• EC 号码: 214-773-9
• 分子行输入简码SMILES: CC1C(=O)CCCC1=O

物理化学性质

• 密度: 1.1±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 熔点: 206 - 208 °C (实验值)
• 沸点: 235.7±23.0 °C 760 mmHg (计算值)^*
• 闪点: 85.9±19.6 °C (计算值)^*
• 溶解度: 水: 不溶 (实验值)
• 折射率: 1.459 (计算值)^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P271-P280-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319

发现和应用

2-甲基-1,3-环己二酮是一种环状β-二酮，其结构包含一个六元环己烷环，在1位和3位各有一个羰基，且在两个羰基之间的碳原子上连有一个甲基取代基。它属于环状1,3-二羰基化合物，这类化合物的特征在于具有独特的互变异构行为、烯醇形成能力，以及中心亚甲基或次甲基氢原子酸性增强的特性。

该分子的骨架基于一个环己烷环，其中包含呈1,3-二羰基排列的两个酮基官能团。两个羰基由一个碳原子隔开，从而在2位形成一个活泼的次甲基中心。在2-甲基-1,3-环己二酮中，该中心碳原子连接着一个甲基和一个氢原子，使其成为分子中关键的反应位点。

每个羰基碳原子均采用sp²杂化，呈平面三角形几何构型。由于氧的电负性大于碳，碳氧双键发生强烈极化，导致羰基碳原子显亲电性，而羰基氧原子富含电子。两个羰基对相邻碳原子产生协同的吸电子效应，极大地增强了2位氢原子的酸性。

该分子在酮式和烯醇式互变异构体之间处于平衡状态。在烯醇式中，一个羰基转化为羟基，同时中心碳原子与相邻羰基碳原子之间形成碳碳双键。烯醇式异构体通过碳碳双键与剩余羰基之间的共轭作用，以及羟基与邻近羰基氧原子之间可能存在的分子内氢键作用而得到稳定。

2位的甲基取代基改变了活泼次甲基中心的电子性质和空间位阻性质。它通过诱导效应提供电子，并增加了二羰基体系附近的空间位阻。由于在烯醇式或某些衍生物形式中，2位碳原子连接着四个不同的取代基，因此根据分子环境的不同，可能会涉及立体化学方面的问题。

环己烷环是非平面的，通常采取椅式或扭曲半椅式等构象。然而，两个羰基的存在引入了局部的平面区域，并限制了1,3-二羰基片段附近的构象自由度。环的柔性与羰基共轭效应之间的平衡决定了该分子倾向采取的几何构型。

从电子结构的角度来看，1,3-二羰基排列形成了一个高度稳定的烯醇盐体系。脱去中心碳原子上的酸性氢可生成烯醇盐阴离子，其中的负电荷离域分布在两个氧原子上。这种共振稳定作用是β-二酮酸性远强于普通酮的主要原因。

从理化性质上看，2-甲基-1,3-环己二酮是一种极性有机化合物，这归因于其含有的两个羰基以及形成氢键的能力。羰基氧原子可作为氢键受体，而其互变异构体中的烯醇羟基则可作为氢键给体。环己烷环和甲基赋予了分子疏水性，使其呈现出两亲性特征。

在化学性质方面，该化合物易于参与β-二酮的典型反应。碱可夺取2位上的酸性氢，生成金属烯醇盐；这些烯醇盐作为亲核中间体，可参与烷基化和酰基化等碳-碳键形成反应。此外，在适宜条件下，其羰基也可发生亲核加成反应和缩合反应。

2-甲基-1,3-环己二酮的烯醇盐形式可通过两个氧原子与金属离子配位，形成螯合物。这种行为在β-二羰基化合物中很常见，因为离域的烯醇盐结构提供了一种稳定的双齿配位模式。

综上所述，2-甲基-1,3-环己二酮是一种环状β-二酮，具有两个相邻的羰基官能团、一个酸性的甲基取代中心碳原子以及一个柔性的环己烷骨架。其互变异构、烯醇盐的稳定性、氢键形成能力以及金属螯合特性共同决定了其独特的化学行为，使其成为环状1,3-二羰基化学中的代表性化合物。

参考文献

2024. Effect of Acidic Treatment for Conventional Processing and Recent Advances on Lignocellulosic Ricinus Communis: A Comparative Evaluation on Decomposition of Biomass for Environmental Sustainability. Waste and Biomass Valorization.
DOI: 10.1007/s12649-024-02591-4

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DOI: 10.1055/a-1809-6545

2022. Biomimetic Diels–Alder Reactions in Natural Product Synthesis: A Personal Retrospect. Synlett.
DOI: 10.1055/a-1748-4744