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아세트산 납(IV)

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1. 개요

아세트산 납(IV)는 납(IV) 이온과 아세테이트 이온으로 구성된 화학 물질이다. 사산화 납을 아세트산과 아세트산 무수물로 처리하여 제조하며, 강력한 산화제이자 아세톡시기의 공급원, 유기납 화합물 제조를 위한 시약으로 유기 화학에서 널리 사용된다. 벤질, 알릴 C-H 결합의 아세톡실화, 호프만 전위 반응에서의 브롬 대체 시약, 히드라존 및 히드라진의 탈수소화, α-하이드록시산 및 1,2-다이올의 결합 절단 등 다양한 반응에 활용된다. 아세트산 납(IV)는 신경독성 물질로 중추신경계, 신장, 혈액 및 생식계에 영향을 미치는 독성이 있다.

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아세트산 납(IV) - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
사(四)아세트산납(IV) 3D 모형
사(四)아세트산납(IV) 3D 모형
IUPAC 이름사(四)아세트산납(IV)
다른 이름사아세트산납
연사아세트산
식별 정보
CAS 등록번호546-67-8
PubChem CID11025
ChEBI77245
UNIICFN24B03DB
ChemSpider ID10608816
EINECS 번호208-908-0
SMILES (단일자리 아세트산)CC(=O)O[Pb](OC(C)=O)(OC(C)=O)OC(C)=O
SMILES (두자리 아세트산)O0[C-](C)O[Pb+4]0123(O[C-](C)O1)(O[C-]C(C)O2)O[C-](C)O3
표준 InChI1S/4C2H4O2.Pb/c4*1-2(3)4;/h4*1H3,(H,3,4);/q;;;;+4/p-4
표준 InChIKeyJEHCHYAKAXDFKV-UHFFFAOYSA-J
특성
화학식Pb(C₂H₃O₂)₄
몰 질량443.376 g/mol
외형무색 또는 분홍색 결정
냄새식초
밀도2.228 g/cm³ (17 °C)
녹는점175 °C
끓는점분해
용해도가용성, 가역적 가수분해
다른 용매에 대한 용해도에탄올과 반응
클로로포름, 벤젠, 니트로벤젠, 뜨거운 아세트산, HCl, 테트라클로로에탄에 용해
위험성
GHS 그림 문자

GHS 신호어위험
유해 문구해당 없음
예방 문구해당 없음
주요 위험독성
NFPA 704건강: 3
화재: 0
반응성: 0

2. 구조

고체 상태에서 납(IV) 중심은 4개의 아세테이트 이온에 의해 배위되는데, 이들은 2개자리 배위자이며, 각각 두 개의 산소 원자를 통해 배위한다. 납 원자는 8배위이고 O 원자는 평평한 삼각 십이면체를 형성한다.[3]

2. 1. 고체 상태

고체 상태에서 납(IV) 중심은 4개의 아세테이트 이온에 의해 배위되는데, 이들은 2개자리 배위자이며, 각각 두 개의 산소 원자를 통해 배위한다. 납 원자는 8배위이고 O 원자는 평평한 삼각 십이면체를 형성한다.[3]

3. 제조

사산화 납을 아세트산아세트산 무수물 (아세트산 무수물/acetic anhydride영어)로 처리하여 제조하며, 이 과정에서 물이 흡수된다. 순반응은 다음과 같다.[4][5]

:

남아있는 아세트산 납(II)는 Cl2에 의해 부분적으로 사아세트산 납으로 산화될 수 있으며, 이때 부산물로 PbCl2가 생성된다.

:

4. 유기 화학에서의 활용

아세트산 납(IV)는 강력한 산화제이며,[6] 아세톡시기의 공급원이며, 유기납 화합물의 제조를 위한 일반적인 시약이다. 유기 화학에서 다양한 용도로 사용된다.

다음은 구체적인 예이다.


  • 벤질, 알릴,[7] 및 α-산소 에테르 C-H 결합의 아세톡실화, 예를 들어 다이옥산을 2-아세톡시-1,4-다이옥산으로 전환하는 반응[8], α-피넨으로부터 베르베논을 만든다.[23]
  • 호프만 전위 반응에서 브롬의 대체 시약[9]
  • 히드라존과 히드라진의 탈수소화, 예를 들어 헥사플루오로아세톤 히드라존을 비스(트리플루오로메틸)다이아조메탄으로의 변환[10][11], 히드라존에서 아조 화합물로의 산화.[24]
  • α-하이드록시산[12] 또는 1,2-다이올을 해당 알데히드 또는 케톤으로 결합 절단; 종종 오존 분해를 대체한다. 예를 들어, 디-''n''-부틸 -타르타르산을 ''n''-부틸 글리옥실산으로 산화시키는 반응[13], 1,2-다이올의 절단에 의한 알데히드나 케톤의 합성. 이 방법은 Criegee 산화라고 불리며, 종종 오존 산화 대신 사용된다.[26]
  • 알켄과의 반응을 통해 γ-락톤 형성
  • δ-양성자를 갖는 알코올의 산화를 통한 고리형 에테르 형성[14]
  • 오존과 함께 특정 알릴 알코올의 산화적 절단:[15][16]

알릴 알코올의 산화적 절단

  • 아세토페논의 페닐아세트산으로의 변환[17]
  • 코치 반응에서 카르복실산의 탈카복실화를 통한 알킬 할라이드 생성[18]
  • 아지리딘의 합성. ''N''-아미노프탈이미드와 스틸벤의 반응[25]
  • 1,2-이카르복시산 또는 고리형 무수물을 알켄으로 변환

4. 1. 주요 반응

아세트산 납(IV)는 강력한 산화제이며,[6] 아세톡시기의 공급원이며, 유기납 화합물의 제조를 위한 일반적인 시약이다. 유기 화학에서 다양한 용도로 사용된다.[6]

다음은 구체적인 예이다.

  • 벤질, 알릴,[7] 및 α-산소 에테르 C-H 결합의 아세톡실화, 예를 들어 다이옥산을 2-아세톡시-1,4-다이옥산으로 전환하는 반응[8], α-피넨으로부터 베르베논을 만든다.[23]
  • 호프만 전위 반응에서 브롬의 대체 시약[9]
  • 히드라존과 히드라진의 탈수소화, 예를 들어 헥사플루오로아세톤 히드라존을 비스(트리플루오로메틸)다이아조메탄으로의 변환[10][11], 히드라존에서 아조 화합물로의 산화.[24]
  • α-하이드록시산[12] 또는 1,2-다이올을 해당 알데히드 또는 케톤으로 결합 절단; 종종 오존 분해를 대체한다. 예를 들어, 디-''n''-부틸 -타르타르산을 ''n''-부틸 글리옥실산으로 산화시키는 반응[13], 1,2-다이올의 절단에 의한 알데히드나 케톤의 합성. Criegee 산화라고 불리며, 종종 오존 산화 대신 사용된다.[26]
  • 알켄과의 반응을 통해 γ-락톤 형성
  • δ-양성자를 갖는 알코올의 산화를 통한 고리형 에테르 형성[14]
  • 오존과 함께 특정 알릴 알코올의 산화적 절단:[15][16]

  • 아세토페논을 페닐 아세트산으로 전환[17]
  • 코치 반응에서 카르복실산의 탈카복실화를 통한 알킬 할라이드 생성[18]
  • 아지리딘의 합성. ''N''-아미노프탈이미드와 스틸벤의 반응[25]
  • 1,2-이카르복시산 또는 고리형 무수물을 알켄으로 변환

5. 안전성

아세트산 납(IV)은 신경독성 물질이며, 잇몸 조직, 중추신경계, 신장, 혈액 및 생식계에 영향을 미치는 독성이 있다.

6. 환경 문제 및 규제

참조

[1] 웹사이트 Substance Information - ECHA https://echa.europa.[...]
[2] 간행물
[3] 논문 A redetermination of lead(IV) acetate
[4] 서적 Inorganic Syntheses
[5] 서적 Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Academic Press
[6] 논문 Analytical study of the basic properties of lead tetraacetate as oxidizing agent http://pac.iupac.org[...] 2013-12-19
[7] 논문 (1R,5R)-(+)-Verbenone of High Optical Purity 1995
[8] Article Organic Syntheses http://www.orgsynth.[...]
[9] 논문 Reactions of amines. XVIII. Oxidative rearrangement of amides with lead tetraacetate
[10] 논문 Bis(Trifluoromethyl)Diazomethane 1970
[11] 논문 Preparation of N-Aminoaziridines: trans-1-Amino-2,3-diphenylaziridine, 1-Amino-2-phenylaziridine, and 1-Amino-2-phenylaziridinium Acetate 1976
[12] 논문 Oxidation of some α-hydroxy-acids with lead tetraacetate 1934
[13] Article Organic Syntheses http://www.orgsynth.[...]
[14] 서적 March's Advanced Organic Chemistry Wiley
[15] 논문 O3/Pb(OAc)4: a new and efficient system for the oxidative cleavage of allyl alcohols 2006
[16] 문서 Conversion of 1-allylcyclohexanol to cyclohexanone, in the proposed reaction mechanism the allyl group is first converted to a trioxalane according to conventional ozonolysis which then interacts with the alkoxy lead group.
[17] 논문 One-Step Synthesis of Methyl Arylacetates from Acetophenones Using Lead(IV) Acetate
[18] 논문 A New Method for Halodecarboxylation of Acids Using Lead(IV) Acetate
[19] 서적 Handbook of Inorganic Chemicals McGraw-Hill
[20] 문서 Merck Index 14th ed., 5423.
[21] 서적 "=Inorganic Syntheses"
[22] OrgSynth 1,4-Dioxene
[23] OrgSynth (1''R'',5''R'')-(+)-Verbenone of high optical purity
[24] OrgSynth Bis(trifluoromethyl)diazomethane
[25] OrgSynth Preparation of ''N''-aminoaziridines: ''trans''-1-Amino-2,3-diphenylaziridine, 1-amino-2-phenylaziridine, and 1-amino-2-phenylaziridinium acetate
[26] OrgSynth "''n''-Butyl glyoxylate"
[27] 서적 Advanced Organic Chemistry Wiley
[28] 논문 O3/Pb(OAc)4: a new and efficient system for the oxidative cleavage of allyl alcohols
[29] 문서 提案されている反応機構によると、1-アリルシクロヘキサノールの[[シクロヘキサノン]]への変換では、まず[[アリル基]]がオゾン酸化によってトリオキソランとなり、次に鉛エステルの生成が起こる。[[Image:Oxidative Cleavage of allylalcohols.svg|center|420px|反応機構]]
[30] 논문 One-step synthesis of methyl arylacetates from acetophenones using lead(IV) acetate



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