2-吡啶酮 - 有机定制合成网

【英文名称】2-Pyridone

【分子式】 C5H5NO

【分子量】95.11

【CA登录号】[142-08-5]

【缩写和别名】α-吡啶酮

【物理性质】晶体；mp 105~107 oC，bp 216~218 oC；λmax 293 nm (ε 5900, H2O)；溶于H2O、EtOH、CHCl3，部分溶于Et2O、C6H6，几乎不

溶于轻石油、己烷。

【制备和商品】商品化产品。在181~185 oC/24mmHg 下回流除去有色杂质，然后可以在EtOH、CHCl3/乙醚、C6H6、C6H6/己烷或CCl4中重结晶；经过连续的重结晶或者升华，或者两者联用可以得到纯品。

【注意事项】冷冻保存，在惰性气体下更好。

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2-吡啶酮是一种两可亲核试剂[1]，能作为双烯发生[4+2]环加成[2]，在肽合成中常用来形成活泼酯[3]。2-吡啶酮是经典的亚胺醇和酰胺互变异构的底物 (式1)[4]。

在极性溶剂中，该化合物更容易以吡啶酮的形式存在；当溶剂极性减小时，则会出现羟基吡啶与吡啶酮之间的平衡。而在气相中，则主要以羟基吡啶的形式存在。所以，亲核取代反应往往会产生混合物。在简单烷基化反应中，如果共轭碱2-吡啶酮作为亲核试剂，会生成N-烷基化产物。例如在碳酸钾存在下，向3-氯-5,5-二甲基-2-环己酮加入2-吡啶酮，得到共轭加成-消除产物 (式2)[5]。

Pt 或者Pd 催化下，可以进行立体选择性地N-烷基化。溶剂和抗衡离子的作用影响反应：极性溶剂下易发生N-烷基化；而2-吡啶酮的Ag 盐存在时，则易发生O-烷基化[2]。三乙胺存在下，用三甲基硅基三氟甲磺酸盐作为亲电试剂，会得到硅醚。同样地，2-吡啶酮与氯二甲基膦反应得到单一产物二甲基膦。2-吡啶酮与重氮甲烷的甲基化反应是动力学控制的，得到的N-甲基产物和O-甲基产物的比例是60:40；但与强亲电试剂反应则得到唯一的O-甲基化产物。此外，底物的结构也将影响烷基化的区域选择性 (式3)[6]。

2-吡啶酮在低温下乙酰化往往得到混合物；而温度逐渐恢复至室温，N-乙酰化产物会逐渐转化为在热力学上更加稳定的O-乙酰化异构体 (式4)[7]。2-吡啶酮的苯甲酰化和三氟甲基磺酰化只发生在氧上。

2-吡啶酮的[4+2]环加成通常很难发生[3]。因为2-吡啶酮更易于与亲双烯体发生共轭加成，但是N-烷基衍生物，尤其是N-甲基和N-烯基衍生物，与反应活性高的亲双烯体丁炔二酸二甲酯、顺丁烯二酸酐或苯炔等在高温或高压下反应，生成异奎宁加成物 (式5)[8]。在加热条件下，这些加合物能够脱除异氰酸酯得到芳构化产物。相关的N-苯磺酰基-3-(对磺酰基苄基)-2-吡啶酮能与亲双烯体烯丙基醚发生缺电子的Diels-Alder 反应。这些成环反应在高压条件下更容易进行。

虽然 N-(ω-烯基)-2-吡啶酮的分子内[4+2]环加成很难发生，但是一些光敏感分子内的[2+2]的环加成则是合成立体化学确定的三环内酯的一个好方法。一个例子是DMAD 与亚甲胺叶立德发生专一的1,3-偶极环加成得到吲哚类化合物[9]。

2-吡啶酮可以用于固相多肽合成中“活性酯”的制备[3]。如果肽的合成在二氯甲烷中进行，则这些酯要比相应的对硝基苯酯更活泼。在制备氨基酸的2,2,2-三氯乙酯的反应中，2-吡啶酯作为中间体参与了反应(式6)[10]。

2-吡啶酮还可以作为金属化合物的配体参与反应[11]。

参考文献

1. Smith. D. M. In Comprehensive Organic Chemistry；Barton, D.H. R.; Ollis, W. D. Eds.; Pergamon: New York, 1979, Vol. 4,p 55.

2. Posner, G. H.; Switzer, C. J. Org. Chem., 1987, 52, 1642.

3. Dutta, A. S.; Morley, J. S. J. Chem. Soc. (C), 1971, 2896.

4. Frank, J.; Katritzly, A. R. J. Chem. Soc. Perkin Trans 2, 1976,1428.

5. Mariano, P. S.; Krochmal, E.; Beamer, R.; Huesmann, P. L.;Dunaway-Mariano, D. Tetrahedron, 1978, 34, 2609.

6. Raddatz, P.; Jonczyk, A.; Minck, K. O.; Rippmann, F.;Schittenhellm, C.; Schmitges, C. J. J. Med. Chem., 1992, 35,3525.

7. McKillop, A.; Zelesko, M. J.; Taylor, E. C. Tetrahedron Lett.,1968, 4945.

8. Acheson, R. M.; Tasker, P. A. J. Chem. Soc. (C), 1967, 1452.

9. Padwa, A.;Austin, D. J.; Precedo, L.; Zhi, L. J. Org. Chem.,1993, 58, 1144.

10. Carson, J. F. Synthesis, 1979, 24.

11. (a) Steed, J. W.; Tocher, D. A. J. Chem. Soc. (D), 1992, 2765.

(b) Lugan, N.; Laurent, F.; Lavigne, G.; Newcomb, T. P.;Liimatta, E. W.; Bonnet, J. J. Organomet. Chem., 1992, 11,1351.

有机合成常用试剂----2-吡啶酮

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