Pivalinsäure

Strukturformel
Allgemeines
Name	Pivalinsäure
Andere Namen	2,2-Dimethylpropansäure; Neopentansäure; Trimethylessigsäure (veraltet)[1];
Summenformel	C5H10O2
Kurzbeschreibung	farblose Kristalle mit unangenehmem Geruch[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	200-922-5
ECHA-InfoCard	100.000.839
PubChem	6417
ChemSpider	6177
Wikidata	Q421509
Eigenschaften
Molare Masse	102,13 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	0,91 g·cm−3 (20 °C)[2]
Schmelzpunkt	35–36 °C[1][3]
Siedepunkt	163–164 °C[2]
Dampfdruck	18,6 Pa (70 °C)[2]
pKS-Wert	5,03 (20 °C)[4]
Löslichkeit	wenig in Wasser (25 g·l−1 bei 20 °C)[2]
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 302‐312‐315‐318
	P: 280‐302+352‐305+351+338‐313[2]
Toxikologische Daten	900 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[2]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Pivalinsäure ist eine verzweigte, kurzkettige Carbonsäure aus der Gruppe der vier isomeren Pentansäuren, sowie die einfachste Koch-Säure (tertiäre gesättigte Monocarbonsäuren).

Darstellung

Synthetisch kann Pivalinsäure durch Oxidation von Pinacolon, durch Grignard-Reaktion aus tert-Butylchlorid (untere Darstellung) oder durch die Koch-Reaktion aus 2-Methylpropen (Isobuten), Kohlenstoffmonoxid und Wasser erhalten werden:

Reaktion von t-Butylmagnesiumbromid mit Kohlendioxid zu Pivalinsäure

Herstellung von Pivalinsäure durch die Koch-Reaktion. R¹, R² = CH₃

Eigenschaften

Die Pivalinsäure bildet farblose, nadelförmige Kristalle von stechendem Geruch, die sich wenig in Wasser, aber gut in Ethanol und Diethylether lösen. Durch sterische Effekte auf das Molekül weist Pivalinsäure im Vergleich zu anderen Valeriansäuren einige besondere Eigenschaften auf, z. B. ist die Esterbildung bzw. die Hydrolyse der Pivalinsäureester erheblich erschwert.

Verwendung

Pivalinsäure wird zur Herstellung von Polyvinylestern (Vinylpivalat) und pharmazeutischen Präparaten verwendet. Dabei nutzt man den Effekt der sterischen Hemmung durch Einsatz von Estern medizinisch wirksamer Substanzen aus, die dann im Organismus nur langsam gespalten und resorbiert werden, wie z. B. Testosteronpivalat.[2] Weiterhin wird Pivalinsäure als Co-Katalysator in Palladium-katalysierten Reaktionen (zumeist C-H Aktivierungsreaktionen) verwendet.[5][6]

Sicherheitshinweise

Pivalinsäure ist brennbar, die Zündtemperatur liegt bei ca. 500 °C, der Flammpunkt im geschlossenen Tiegel bei 64 °C. Die Säure reizt Augen, Atemwege, Schleimhäute und Haut und kann auch über die Haut resorbiert werden.[2]

Weblinks

Commons: Pivalinsäure – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Eintrag zu Pivalinsäure. In: P. J. Linstrom, W. G. Mallard (Hrsg.): NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD.
International Chemical Safety Card (ICSC) für Pivalic Acid bei der International Labour Organization (ILO)

Einzelnachweise

Jürgen Falbe, Manfred Regitz: RÖMPP Lexikon Chemie. Band 2: Cm–G, 10. Auflage, Thieme, 1997, ISBN 3-13-734710-6, S. 991.
Eintrag zu 2,2-Dimethylpropionsäure in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)
W. M. Haynes (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 97. Auflage. (Internet-Version: 2016), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-220.
David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Dissociation Constants of Organic Acids and Bases, S. 8-44.
Marc Lafrance, Keith Fagnou: Palladium-catalyzed benzene arylation: incorporation of catalytic pivalic acid as a proton shuttle and a key element in catalyst design. In: Journal of the American Chemical Society. 128. Jahrgang, Nr. 51, 27. Dezember 2006, S. 16496–16497, doi:10.1021/ja067144j, PMID 17177387.
Dongbing Zhao, Weida Wang, Shuang Lian, Fei Yang, Jingbo Lan, Jingsong You: Phosphine-Free, Palladium-Catalyzed Arylation of Heterocycles through C–H Bond Activation with Pivalic Acid as a Cocatalyst. In: Chemistry – A European Journal. 15. Jahrgang, Nr. 6, 26. Januar 2009, S. 1337–1340, doi:10.1002/chem.200802001.

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[Röm-1] Jürgen Falbe, Manfred Regitz: RÖMPP Lexikon Chemie. Band 2: Cm–G, 10. Auflage, Thieme, 1997, ISBN 3-13-734710-6, S. 991.

[GESTIS-2] Eintrag zu 2,2-Dimethylpropionsäure in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)

[3] W. M. Haynes (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 97. Auflage. (Internet-Version: 2016), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-220.

[CRC90_8_44-4] David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Dissociation Constants of Organic Acids and Bases, S. 8-44.

[5] Marc Lafrance, Keith Fagnou: Palladium-catalyzed benzene arylation: incorporation of catalytic pivalic acid as a proton shuttle and a key element in catalyst design. In: Journal of the American Chemical Society. 128. Jahrgang, Nr. 51, 27. Dezember 2006, S. 16496–16497, doi:10.1021/ja067144j, PMID 17177387.

[6] Dongbing Zhao, Weida Wang, Shuang Lian, Fei Yang, Jingbo Lan, Jingsong You: Phosphine-Free, Palladium-Catalyzed Arylation of Heterocycles through C–H Bond Activation with Pivalic Acid as a Cocatalyst. In: Chemistry – A European Journal. 15. Jahrgang, Nr. 6, 26. Januar 2009, S. 1337–1340, doi:10.1002/chem.200802001.