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α-二羰基结构的构建及应用

2023-03-21李雪纯孙芳

大学化学 2023年2期

李雪纯,孙芳

北京化工大学化学学院有机化学系,北京 100029

具有β-二羰基基团的化合物是有机合成的重要中间体,其结构中两个羰基间的亚甲基较为活泼,在碱的作用下能形成碳负离子变为一个优秀的亲核试剂,进而在α碳或γ碳上引入酰基、烷基等各种基团,再通过酮式分解或酸式分解,即通过乙酰乙酸乙酯或丙二酸二乙酯合成法[1]生成取代丙酮、β或γ-二酮、γ-酮酸、取代乙酸、脂环羧酸等各种化合物,有关β-二羰基基团的反应是有机化学教材中的重要内容[2]。而与其结构类似的α-二羰基化合物由于两个羰基碳直接相连而表现出不同的化学性质和用途。它们能发生多种光化学反应[3-5],特别是两个羰基碳之间的碳碳键可以在光照下裂解生成酰基自由基的特点,使α-二羰基化合物能够通过自由基机理引发丙烯酸酯类化合物的聚合反应[6]。本文在此基础上,介绍了几种合成α-二酮类化合物的方法和相关应用,以期在教学过程中拓宽学生知识面,并通过讲解应用提高学生的学习兴趣。

合成α-二酮类化合物最常用的思路是首先通过Sonogashira偶联得到合适的内炔,再经一定量的氧化剂氧化,生成α-二羰基基团[7]。最初人们选择的氧化剂有高锰酸钾[8]和高碘酸钠[9],然而反应的化学选择性和官能团耐受性较低,不利于合成结构复杂的α-二酮类化合物。因此,需要人们开发具有高选择性且条件温和的α-二酮类化合物的方法。

Jung课题组[10]受汞盐催化炔烃水合的启发,以1 mol的炔烃反应底物为例,在水的存在下使用两摩尔的硝酸汞,成功将芳基炔烃和烷基芳基炔烃转化为α-二酮,反应方程式如图1所示。……

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