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アセチルアセトンは、化学式CH 3 −C(=O)−CH 2 −C(=O)−CH 3で表される有機化合物です。1,3-ジケトンに分類されます。互変異性体CH 3 −C(=O)−CH=C(−OH)−CH 3と平衡状態にあります。混合物は無色の液体です。これらの互変異性体はほとんどの条件下で非常に速やかに相互変換するため、ほとんどの用途では単一の化合物として扱われます。[ 2 ]アセチルアセトンは、多くの配位錯体や複素環式化合物の合成における構成要素です。
アセチルアセトンのケト型とエノール型の互変異性体は溶液中で共存する。エノール型はC 2v対称性を持ち、水素原子が2つの酸素原子間で均等に共有される。[ 4 ]気相では、平衡定数K keto→enolは11.7であり、ヒドロキシ基とオキシ基の間の水素結合によりエノール型が優勢となる。2つの互変異性体は、NMR分光法、IR分光法、その他の方法で区別できる。[ 5 ] [ 6 ]
非極性溶媒では平衡定数が高くなる傾向があり、K keto→enolが 1 以上の場合、エノール型が優先されます。ケト型は、水などの極性水素結合性溶媒でより優先されます。[ 7 ]エノール型はカルボン酸のビニル型類似体です。
アセチルアセトンは弱酸である。アセチルアセトナートアニオンC 5 H 7 O − 2（一般的にacac −と略される）を形成する。
アセチルアセトナートアニオンでは、両方のC - O結合は等価です。両方のC-C中心結合も等価で、1つの水素原子が中心炭素原子（有機化学のIUPAC命名法ではC3と番号付けされた原子）に結合しています。これらの等価性は、アセチルアセトナートアニオンのO-C2-C3-C4-O結合の4つの結合間に共鳴があるためです。結合の4つの結合のそれぞれは、結合次数が約1.5であり、2つの酸素原子は負電荷を均等に共有しています。アセチルアセトナートアニオンは二座配位子です。
IUPAC が推奨する、25 °C の水溶液中におけるこの平衡のp Ka値 は、8.99 ± 0.04 ( I = 0 )、8.83 ± 0.02 ( I = 0.1 M NaClO 4 ) および 9.00 ± 0.03 ( I = 1.0 M NaClO 4 ; I =イオン強度) です。[ 9 ]混合溶媒の値は入手可能です。有機リチウム化合物などの非常に強い塩基は、アセチルアセトンを 2 回脱プロトン化します。生成したジリチウム種は、位置 1の炭素原子でアルキル化することができます。
アセチルアセトンは、イソプロペニルアセテートの熱転位によって工業的に製造される。[ 10 ]
アセチルアセトンの実験室的合成経路もアセトンから始まります。アセトンと無水酢酸（(CH 3 C(O)) 2 O ）は、三フッ化ホウ素（BF 3）触媒の添加により生成します。 [ 11 ]
2番目の合成法は、アセトンと酢酸エチルの塩基触媒による縮合（例えば、エトキシドナトリウムCH 3 CH 2 O − Na +による）と、それに続くアセチルアセトン酸ナトリウムの酸性化（例えば、塩化水素HClによる）を含むものである。[ 11 ]
これらの合成法は容易であるため、アセチルアセトナートの多くの類縁体が知られている。例としては、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタン、tert-ブチル類縁体である2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオンなどが挙げられる。トリフルオロアセチルアセトンおよびヘキサフルオロアセチルアセトナートも、揮発性金属錯体の生成に用いられる。
アセチルアセトンは、両方のケト基が縮合反応を起こすことができるため、複素環の多用途な二官能性前駆体です。例えば、ヒドラジンとの縮合によりピラゾールが生成され、尿素との縮合によりピリミジンが生成されます。2つのアリールアミンまたはアルキルアミンとの縮合によりNacNacが生成されます。ここで、アセチルアセトンの酸素原子はNR（R = アリール、アルキル）に置き換えられます。
アセチルアセトン酸ナトリウム、Na(acac)は、多くのアセチルアセトン酸錯体の前駆体である。一般的な合成方法は、金属塩を塩基の存在下でアセチルアセトンと反応させることである。[ 12 ]
両方の酸素原子が金属に結合して、6員環のキレート環を形成する。場合によっては、キレート効果が非常に強いため、錯体形成に塩基を添加する必要がない。
アセチルアセトンジオキシゲナーゼという酵素は、アセチルアセトンの中心炭素-炭素結合を切断し、酢酸と2-オキソプロパナールを生成する。この酵素は鉄(II)依存性であるが、亜鉛にも結合することが証明されている。アセチルアセトンの分解は、細菌Acinetobacter johnsoniiで特徴づけられている。[ 13 ]