以色酮醛為反應(yīng)物,在四氫吡咯催化條件下分別與甲基吡唑酮或2-吲哚酮發(fā)生加成-消除反應(yīng),得到兩類含有吡唑酮或吲哚酮結(jié)構(gòu)的色滿衍生物,并且通過熔點測定、核磁共振(¹H NMR、¹³C NMR)、高效液相色譜（HPLC）和高分辨質(zhì)譜儀（HRMS）對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。 

【文章來源】：大學(xué)化學(xué). 2020,35(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

色酮醛與兩類親核試劑發(fā)生縮合反應(yīng)

通過查閱文獻(xiàn)[8–12]，推斷該反應(yīng)之所以沒有得到醛基的縮合產(chǎn)物，反應(yīng)經(jīng)歷了如下過程：首先2,4-二氫-3-甲基-1-苯基-5吡唑酮2或N-叔丁氧羰基-2-吲哚酮2’在四氫吡咯作用下產(chǎn)生烯胺中間體I和II，此時四氫吡咯不會與色酮-3-甲醛1產(chǎn)生烯胺中間體，因為色酮醛上沒有可產(chǎn)生烯酮中間體的α-氫原子。隨后烯胺中間體I和II與色酮-3-甲醛1的酮羰基發(fā)生加成-消除反應(yīng)得到相應(yīng)的反應(yīng)中間體I’和II’，進(jìn)一步發(fā)生水解反應(yīng)得到產(chǎn)物3和3’(圖4)。反應(yīng)過程中之所以沒有得到親核試劑和色酮-3-甲醛1醛基反應(yīng)的縮合產(chǎn)物，可能的原因有兩點：(1)烯胺中間體I或II與色酮-3-甲醛1的酮羰基發(fā)生縮合反應(yīng)以后，所得到的產(chǎn)物3或3’具有更加穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)，反應(yīng)產(chǎn)物屬于熱力學(xué)控制；(2)色酮-3-甲醛1中的醛基優(yōu)先與烯胺中間體I或II發(fā)生縮合反應(yīng)，這是一個可逆反應(yīng)，反應(yīng)過程中同樣會產(chǎn)生烯胺中間體I或II與色酮-3-甲醛1的酮羰基發(fā)生縮合反應(yīng)的產(chǎn)物3或3’，因為3或3’具有更好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，所以主要得到產(chǎn)物3和3’。6 教學(xué)建議

由此可見，不論是電子效應(yīng)還是體積效應(yīng)的影響，酮的反應(yīng)活性均低于醛[2,3]�；A(chǔ)有機(jī)化學(xué)理論指出，如果一個分子中既有醛基又有酮羰基，當(dāng)發(fā)生親核加成-消除反應(yīng)時，分子中的醛基將優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)，如果反應(yīng)要求酮羰基發(fā)生反應(yīng)而醛基保持不變，則必須先保護(hù)醛基，然后使酮羰基發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完成以后再脫除醛基的保護(hù)基，即“保護(hù)–反應(yīng)–脫保護(hù)”的反應(yīng)過程[4,5]，整個過程需要三步反應(yīng)完成。如何能夠開發(fā)新的合成路徑，減少反應(yīng)步驟，提高反應(yīng)效率始終是有機(jī)化學(xué)家追求的目標(biāo)。色酮是一類廣泛存在于自然界中的天然產(chǎn)物，具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性[6,7]，其核心骨架含有苯并吡喃結(jié)構(gòu)。色酮-3-甲醛1是合成色酮衍生物的常用原料，該化合物分子結(jié)構(gòu)中同時含有酮羰基和醛基，本實驗以四氫吡咯為催化劑，利用色酮-3-甲醛1與2,4-二氫-3-甲基-1-苯基-5吡唑酮2或N-叔丁氧羰基-2-吲哚酮2’發(fā)生縮合反應(yīng)，分別合成含有吡唑酮或吲哚酮結(jié)構(gòu)的色滿衍生物3或3’(圖2)。本實驗操作步驟簡單，所使用的化學(xué)原料和試劑便宜易得，實驗安全性高，非常適合本科生的綜合有機(jī)合成實驗教學(xué)，有利于幫助學(xué)生理解有機(jī)化合物不同官能團(tuán)反應(yīng)的化學(xué)選擇性。通過本實驗，不僅可以提高學(xué)生的綜合實驗操作技能，而且能夠使學(xué)生接觸到前沿的科學(xué)研究，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。


本文編號：3350480