4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮是有机合成的中间体,也是合成fenridazon-k等化学杂交剂的关键中间体。
将14.4g(0.1mol)丙二酸亚异丙基酯,35ml二氯甲烷和15ml氯苯置于反应瓶中,在搅拌下冷却至<5℃,依次滴加10.1g(0.1mol)三乙胺和10.1g(0.12mol)双乙烯酮。加毕缓慢升温至室温,继续搅拌2小时。用冷却的稀盐酸充分洗涤反应物,经干燥、过滤后,在旋转蒸发器中脱去大部份二氯甲烷。将残余地反应物加热、回流2小时,即有黄色结晶析出。冷却使结晶、抽滤并用少量乙醚洗涤结晶。晾干后得4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮10.1g,收率82%,m.p.186~189℃(文献值188-189℃)。1HNMR(CDCl3)δ:2.14(S,3H,CH3),5.18(d,1H,CH),5.92(m,1H,CH),11.54(S,1H,OH,加重水消失)。
步骤1 6,6-二甲基二氢-2H-吡喃-2,4(3H)-二酮的合成
将52克马来酸粉末悬浮于60毫升乙酸酐中,体系用水冷却,搅拌下加入1.5毫升浓硫 酸,对以上溶液中缓慢滴加40毫升丙酮,温度保持在20~25度(需要冷却)。反应2小时 后,反应瓶置于冰箱中在3~5℃过夜,抽滤,结晶用冰水充分洗涤3次,干燥得到化合物1 粗品35克。采用70毫升丙酮溶解化合物,加入适量水(约140毫升)进行结晶,得6,6- 二甲基二氢-2H-吡喃-2,4(3H)-二酮纯品25克,mp.95~96℃。
步骤2 4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮(式3)的合成
将按步骤1方法制得的6,6-二甲基二氢-2H-吡喃-2,4(3H)-二酮14.4g(0.1mol)及35 毫升二氯甲烷和15毫升氯苯置于反应瓶中,在搅拌下冷却至5℃以下,依次加入 10.1g(0.1mol)三乙胺和10.1g(0.12mol)双乙烯酮,加完后缓慢升温至室温,继续搅拌2小 时。反应液采用3~8℃质量浓度为5%盐酸洗涤,经无水硫酸钠干燥、过滤后,脱去大部分 二氯甲烷。将剩余的溶液加热回流2小时,有黄色晶体析出。冷却结晶,抽滤并用少量乙醚 洗涤结晶,晾干后得4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮10.1g,收率82%,mp.188~189℃。1H NMR(CDCl3) 化学位移:2.245(s,3H,CH3),5.484(d,1H,CH),5.885(s,1H,CH),1.557(s,1,H2O,加重水消 失)。HR-MS(ESI)m/z 127.0398(M+H+,100%)。
[1]CN99119607.46-甲基-4羟基-2-吡喃酮的简便合成方法
[2] [中国发明,中国发明授权] CN201310103127.1 4-取代α-吡喃酮衍生物及其制备方法与应用
4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮是一种性状为白色至淡黄色晶体粉末的化学物质,其化学式为C6H6O3,分子量为126.11,其他物性数据如密度为1.348 g/cm3,熔点为188-190 °C (dec.)(lit.),沸点为285.9oC at 760 mmHg,折射率为1.56,可溶于水,水溶解性数据为8.60 g/L (20 oC)。
4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮是一种六元环内酯化合物,常用作为不对称麦克尔加成反应中一个重要的供体,用其合成的手性吡喃酮类化合物具有良好的生物活性和药用价值,特别是在抗艾滋病毒、抗癌及麻醉等方面。4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮及其衍生物还是一类重要的植物次生代谢产物,具有抗虫、抗真菌等功能,在工业上可用于生产可再生化学平台间苯三酚和l,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯。以烯胺酮,芳醛和4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮为原料,水为溶剂,醋酸为催化剂,微波辐射下可以高产率地合成一系列高活性的非对映选择性的喹啉-2,5-二酮衍生物。该反应操作简单,原料廉价,反应时间短等优点,彰显了微波条件下多组份反应的诸多魅力。
以 Meldrum酸为原料经两步可以合成4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮,该方法将之前文献中酸催化关环,加热脱羧两步反应改进为在溶剂中回流一步完成。
Michael加成反应是一种典型的亲核加成反应,在有机合成中是一种非常重要的形成碳碳键的反应。硝基烯烃是一种重要的Michael受体,可以与多种Michael给体发生反应构建新的分子骨架,而且其加成产物中的硝基可以转化为氨基、羰基等多种官能团。4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮是含有烯醇结构的环内酯,类似结构广泛存在于天然产物中,而且很多都具有较好的生物活性。因此,研究硝基烯烃与4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮的加成反应,不仅可以拓展与硝基烯烃反应的底物范围,为天然产物全合成提供砌块,也可为合成新的具有生物活性的化合物提供新的途径。
[1]朱浩然.氮杂半冠醚手性配体在催化6-甲基-4-羟基-2-吡喃酮的不对称Michael加成反应中的应用研究[D].郑州大学.DOI:CNKI:CDMD:2.1016.174069.
[2]陈默,吴志军,王晓伟,等.虎杖中一种新的2-吡喃酮合酶基因的克隆和功能研究[J].生物化学与生物物理进展, 2019, 046(007):699-710.
[3]冯宝明.微波辐射下4-羟基-6-甲基-吡喃-2-酮参与的多组分反应的研究[D].江苏师范大学,2013.
[4]张晓梅,孙家隆.6-甲基-4-羟基-2-吡喃酮的合成[J].淮南工业学院学报, 2000, 20(1):3.DOI:CNKI:SUN:HLGB.0.2000-01-007.
[5]张英超.6-甲基-4-羟基-2-吡喃酮和硝基烯烃的Michael加成研究[D].西北农林科技大学,2011.DOI:CNKI:CDMD:2.2010.050192.