Etenona

_La etenona es el nombre formal del ceteno , un compuesto orgánico _con fórmula C₂H₂O o H₂C =C=O . Es el miembro más simple de la clase de los cetenos _. Es un reactivo importante para las acetilaciones . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

La etenona es un gas altamente reactivo (en condiciones estándar ) y tiene un olor fuerte e irritante. Es razonablemente estable solo a bajas temperaturas ( −80 °C (−112 °F) ). Por lo tanto, siempre debe prepararse para cada uso y procesarse inmediatamente, de lo contrario se produce una dimerización a diceteno , o se forman polímeros que son difíciles de manipular. Su polimerización puede reducirse agregando dióxido de azufre. ^{[ 8 ]} Debido a sus enlaces dobles acumulativos, se adiciona fácilmente a compuestos H-ácidos, reaccionando con agua, por ejemplo, para formar ácido acético, y con aminas primarias o secundarias para producir las acetamidas correspondientes .  

La etenona se produce por deshidratación térmica del ácido acético a 700–750 °C (1292–1382 °F) en presencia de fosfato de trietilo como catalizador: ^{[ 9 ] [ 10 ]}  

CH3CO2H _{→ CH2} = C _{= O} + H2O

También se ha producido a escala de laboratorio mediante la termólisis de acetona a 600–700 °C (1112–1292 °F) . ^{[ 11 ] [ 12 ]}  

CH3 _COCH3 → CH2 = C= _{O + CH4}

Esta reacción se denomina síntesis de ceteno de Schmidlin. ^{[ 13 ]}

A escala de laboratorio, se puede producir mediante la descomposición térmica del ácido de Meldrum a temperaturas superiores a 200 °C (392 °F) .  

Historia

La etenona fue producida por primera vez en 1907 por NTM Wilsmore mediante la pirólisis de vapores de acetona o anhídrido acético sobre un alambre de platino caliente en un aparato que posteriormente fue desarrollado por Charles D. Hurd, dando origen a la "lámpara de Hurd" o "lámpara de ceteno". Este aparato consta de un matraz calentado con acetona que produce vapores que se pirolizan mediante un filamento metálico calentado eléctricamente al rojo vivo, con un condensador para devolver la acetona no reaccionada al matraz de ebullición. Se han utilizado otros métodos de calentamiento y métodos similares se emplearon a mayor escala para la producción industrial de ceteno para la síntesis de anhídrido acético. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

La etenona fue descubierta al mismo tiempo por Hermann Staudinger (por reacción de bromuro de bromoacetilo con zinc metálico ) ^{[ 17 ] [ 18 ]} La deshidratación del ácido acético fue reportada en 1910. ^{[ 19 ]}

También se describió la descomposición térmica del anhídrido acético. ^{[ 20 ]}

Se ha observado que la etenona se encuentra en el espacio, en cometas o en gases como parte del medio interestelar. ^{[ 21 ]}

La etenona se utiliza para producir anhídrido acético a partir de ácido acético . Generalmente se utiliza para la acetilación de compuestos químicos. ^{[ 22 ]}

La etenona reacciona con formaldehído en presencia de catalizadores como ácidos de Lewis ( _AlCl₃ , ZnCl₂ o BF₃ ₎ para dar β-propiolactona . ^{[ 23 ]} El uso técnicamente más significativo de la etenona es la síntesis de _ácido sórbico mediante reacción con crotonaldehído en tolueno a unos 50 °C (122 °F) en presencia de sales de zinc de ácidos carboxílicos de cadena larga. Esto produce un poliéster de ácido 3-hidroxi-4-hexenoico, que se despolimeriza térmica o hidrolíticamente para dar ácido sórbico.  

La etenona es muy reactiva y tiende a reaccionar con nucleófilos para formar un grupo acetilo . Por ejemplo, reacciona con agua para formar ácido acético, con ácido acético para formar anhídrido acético, con amoníaco y aminas para formar etanamidas, y con haluros de hidrógeno secos para formar haluros de acetilo. ^{[ 24 ]}

La formación de ácido acético probablemente ocurre mediante la formación inicial de 1,1-dihidroxieteno , que luego tautomeriza para dar el producto final. ^{[ 25 ]}

La etenona también reacciona consigo misma mediante fotocicloadiciones [2 + 2] para formar dímeros cíclicos conocidos como dicetenos. Por esta razón, no debe almacenarse durante largos períodos. ^{[ 26 ]}

Las cicloadiciones de cetenos pueden ser difíciles de controlar; normalmente se utiliza dicloroceteno en su lugar, seguido de deshalogenación con un par zinc-cobre . ^{[ 27 ]}

La exposición a niveles concentrados provoca irritación de los ojos, nariz, garganta y pulmones. Pruebas de toxicidad prolongadas en ratones, ratas, cobayas y conejos demostraron que exposiciones de diez minutos a concentraciones de etenona recién generada tan bajas como17  ppm pueden producir un alto porcentaje de muertes en animales pequeños. ^{[ 4 ]} Estos hallazgos muestran que la etenona es toxicológicamente idéntica al fosgeno . ^{[ 28 ] [ 22 ]}

La formación de ceteno en la pirólisis del acetato de vitamina E , un aditivo de algunos productos de e-líquido , es un posible mecanismo del daño pulmonar reportado ^{[ 29 ]} causado por el uso de cigarrillos electrónicos. ^{[ 30 ]} Varias patentes describen la formación catalítica de ceteno a partir de ácidos carboxílicos y acetatos, utilizando una variedad de metales o cerámicas, algunos de los cuales se sabe que aparecen en dispositivos de cigarrillos electrónicos de pacientes con lesión pulmonar asociada al uso de cigarrillos electrónicos o productos de vapeo (EVALI). ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

Los límites de exposición ocupacional se establecen en0,5  ppm (0,9  mg/m³ ⁾ sobre un promedio ponderado en el tiempo de ocho horas. ^{[ 34 ]} Se establece un límite IDLH en 5 ppm, ya que esta es la concentración más baja que produce una respuesta fisiológica clínicamente relevante en humanos. ^{[ 4 ]}

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