Пропиолактон

В силу напряжённости четырёхчленного цикла пропиолактон - высокореакционное соединение, для которого характерны реакции с раскрытием цикла.

При нагреве пропиолактон полимеризуется с образованием линейных полиэфиров [—ОСН₂СН₂С(О)—]_n, такая же полимеризация может быть проведена в мягких условиях под действием различных катализаторов.

Пиролиз пропиолактона в газовой фазе ведёт к образованию этилена и диоксида углерода.

Будучи циклическим сложным эфиром, пропиолактон является электрофилом, направление нуклеофильной атаки зависит от природы нуклеофила: жёсткие нуклеофилы атакуют пропиолактон по карбонильному атому углерода, мягкие — по оксиметиленовому углероду:

Пропиолактон гидролизуется с образованием β-гидроксипропионовой кислоты, в нейтральных условиях и при кислотном катализе взаимодействие пропиолактона со спиртами и фенолом и ведет к образованию простых эфиров β-гидроксипропионовой кислоты, реакция с тиофенолом в этих условиях протекает аналогично:

(CH₂CH₂O)CO + RXH ${\displaystyle \to }$ RX(CH₂)₂COOH

X = O, S

Взаимодействие аминов с пропиолактоном в ацетонитриле приводит к образованию как производных β-аминопропионовой кислоты (с аммиаком, этиламином, анилином):

(CH₂CH₂O)CO + R¹R²NH ${\displaystyle \to }$ R¹R²NH(CH₂)₂COOH ,

так и амидов β-гидроксипропионовой кислоты:

(CH₂CH₂O)CO + R¹R²NH ${\displaystyle \to }$ HO(CH₂)₂CONR¹R²

Получают пропиолактон каталитическим взаимодействием формальдегида (CH₂O) с кетеном (CH₂=С=О).

Растворы и пары пропиолактона обладают сильным бактерицидным действием; применяют его в медицине для стерилизации крови, вакцин, ферментов и др. биологических препаратов, а также как фумигант.