Crotonsäure

Strukturformel
Allgemeines
Name	Crotonsäure
Andere Namen	(E)-2-Butensäure (E)-β-Methylacrylsäure
Summenformel	C4H6O2
CAS-Nummer	107-93-7 (trans-Crotonsäure) 3724-65-0 (unspezifiziert)
PubChem	637090
Kurzbeschreibung	weiße bis gelbliche Kristallnadeln mit scharfem Geruch[1]
Eigenschaften
Molare Masse	86,09 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,02 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	71,6 °C[2]
Siedepunkt	185 °C[2]
pKs-Wert	4,69[3]
Löslichkeit	6,2 g·l−1 in Wasser (20 °C)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Gefahr H- und P-Sätze H: 311-302-314 EUH: keine EUH-Sätze P: 260-​303+361+353-​305+351+338-​361-​405-​501Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Ätzend (C) R- und S-Sätze R: 21/22-34 S: 20-26-36/37/39-45
LD50	1000 mg·kg−1 (Ratte, oral)[4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Crotonsäure, auch trans-2-Butensäure genannt, ist eine kurzkettige ungesättigte Carbonsäure. Die Crotonsäure verdankt ihren Namen dem Crotonöl, es wurde fälschlicherweise angenommen, dass Crotonsäure durch Verseifung von Crotonöl entsteht. Crotonsäure bildet nadelförmige Kristalle. Das cis-Isomere der Crotonsäure wird Isocrotonsäure genannt. Die Salze der Crotonsäure werden als Crotonate bezeichnet.

Gewinnung und Darstellung

Crotonsäure kann durch Oxidation von Crotonaldehyd gewonnen werden.^[5]

Auch durch Knoevenagel-Kondensation von Acetaldehyd mit Malonsäure in Pyridinlösung entsteht Crotonsäure.^[5]

Bei der alkalischen Hydrolyse von Allylcyanid entsteht nach einer intramolekularen Umlagerung der Doppelbindung ebenfalls Crotonsäure.^[6][7]

Eigenschaften

Crotonsäure kristallisiert in langen Kristallnadeln oder auch als große Tafeln im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe P2₁/a mit den Gitterparametern a = 971 pm, b = 690 pm, c = 775 pm und β = 104,0°. In der Elementarzelle befinden sich vier Formeleinheiten.^[8] Die Verbindung ist löslich in Wasser und vielen organischen Lösungsmitteln wie Ethanol, Aceton oder Toluol. Sie hat einen mit Buttersäure vergleichbaren Geruch und reizt Augen, Haut und Atmungsorgane.^[4]

Reaktionen

Crotonsäure kann durch Hydrierung mit Zink und Schwefelsäure zu Buttersäure umgewandelt werden.^[3]

Mit elementarem Chlor bzw. Brom bilden sich die entsprechenden 2,3-Dihalogenbutansäuren.^[3]

Bei der elektrophilen Addition von Bromwasserstoff bildet sich 3-Brombutansäure.^[9][3] Die Substitutionsrichtung ergibt sich aus dem elektronenziehenden Effekt der Carboxygruppe, der zur Folge hat, dass an der Position 3 das stabilere Carbeniumion entsteht, an das sich das Brom anlagert.

Die Reaktion von Crotonsäure mit alkalischer Kaliumpermanganatlösung ergibt 2,3-Dihydroxybutansäure.^[3]

Durch Kochen mit Essigsäureanhydrid entsteht Crotonsäureanhydrid,^[10] dessen Siedepunkt bei 248 °C liegt.^[11]

Die Veresterung von Crotonsäure mit Methanol bzw. Ethanol mit Schwefelsäure als Katalysator liefert die entsprechenden Ester, deren Siedepunkte bei 118–120 °C (Methylcrotonat)^[12] bzw. 142–143 °C (Ethylcrotonat)^[13] liegen.

Verwendung

Crotonsäure wird zur Herstellung von Retinol und DL-Threonin^[14] verwendet. Für die Kunststoffherstellung kann sie mit Vinylacetat copolymerisiert werden.^[4]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu CAS-Nr. 107-93-7 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 23. März 2011 (JavaScript erforderlich).
2. ↑ ^{a b c} The Merck Index. An Encyclopaedia of Chemicals, Drugs and Biologicals, 14. Auflage, 2006, ISBN 978-0-911910-00-1, S. 436.
3. ↑ ^{a b c d e} Heilbron: Dictionary of organic compounds, Volume One, 1953, S. 615. Volltext
4. ↑ ^{a b c} Butensäure, in: Roempp Chemie Lexikon, Thieme Verlag, 2009, online.
5. ↑ ^{a b} Hans Beyer und Wolfgang Walter: Organische Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1984, ISBN 3-7776-0406-2, S. 230.
6. ↑ A. Rinne, B. Tollens: "Ueber das Allylcyanür oder Crotonitril", in: Justus Liebigs Annalen der Chemie, 1871, 159 (1), S. 105–109; doi:10.1002/jlac.18711590110.
7. ↑ C. Pomeranz: "Ueber Allylcyanid und Allylsenföl", in: Justus Liebigs Annalen der Chemie, 1906, 351, S. 354–362, doi:10.1002/jlac.19073510127.
8. ↑ S. Shimizu, S. Kekka, S. Kashino, M. Haisa: "Topochemical Studies. III. The Crystal and Molecular Structures of Crotonic Acid, CH₃CH=CHCOOH, and Crotonamide, CH₃CH=CHCONH₂", in: Bulletin of the Chemical Society of Japan, 1974, 47 (7), S. 1627–1631.
9. ↑ J. M. Lovén, H. Johansson: "Einige schwefelhaltige β-Substitutionsderivate der Buttersäure", in: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1915, 48 (2), S. 1254–1262; doi:10.1002/cber.19150480205.
10. ↑ A. M. Clover, G. F. Richmond: "The Hydrolysis of Organic Peroxides and Peracids", in: American Chemical Journal, 1903, 29 (3); S. 179–203; Volltext
11. ↑ Datenblatt Crotonic anhydride bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 4. Juni 2011.
12. ↑ Datenblatt Methyl crotonate bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 4. Juni 2011.
13. ↑ Eintrag zu CAS-Nr. 623-70-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 4. Juni 2011 (JavaScript erforderlich).
14. ↑ H. E. Carter, H. D. West: "dl-Threonine", in: Org. Synth., 1940, 20, S. 101; Volltext

Siehe auch

• Crotonyl-CoA