1,2-二酮類化合物的合成研究進展

莊丹聞 崔冬梅

（浙江工業(yè)大學藥學院，浙江 杭州310014）

1,2-二酮類化合物的合成研究進展

莊丹聞 崔冬梅

（浙江工業(yè)大學藥學院，浙江 杭州310014）

1,2-二酮類化合物作為重要的有機合成中間體被廣泛應(yīng)用在高分子材料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工原料等領(lǐng)域，在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用主要是合成一些咪唑環(huán)、喹諾西林類的藥物，也可以用于合成一些聚合物。本文概述了通過不同的原料，采用氧化、重排、親核取代的方法得到1,2-二酮類化合物。

1,2-二酮；氧化；重排；親核取代

1,2-二酮類化合物作為重要的有機合成中間體被廣泛應(yīng)用在高分子材料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工原料等合成領(lǐng)域。如在高分子材料方面可用來合成一些導(dǎo)電聚合物[1]。在醫(yī)藥領(lǐng)域上主要用于合成一些含有咪唑環(huán)[2-4]、喹諾西林[5-6]等生理活性化合物。如1,2-二酮類化合物與醛、一級胺、醋酸胺在微波下可得到四取代咪唑環(huán)。咪唑基團作為組氨基側(cè)鏈的一部分，起著多肽和蛋白質(zhì)生物活性的主要作用。功能化的咪唑基團還有許多藥理活性。如抗HIV、抗暈厥、鈣拮抗劑和抑制劑、抗組胺、鎮(zhèn)定等等作用。1,2-二酮類化合物也能與鄰苯二胺類化合物反應(yīng)可得到喹諾西林，喹諾西林是一種重要的含氮雜環(huán)化合物，有許多藥理活性，如抗原蟲、抗菌、抗真菌以及抗癌的藥理活性。由于使用1,2-二酮類做為原料，克服了傳統(tǒng)合成方法的催化劑昂貴、收率低、反應(yīng)時間長、反應(yīng)條件苛刻、操作步驟多等缺點。本文對1,2-二酮類化合物主要合成方法的相關(guān)文獻進行綜述。

1 合成方法

1.1 氧化法合成1,2-二酮

合成1,2-二酮的方法很多，主要方法是氧化法，通過不同的原料、不同的催化劑反應(yīng)得到1,2-二酮。

1.1.1將帶有α-活性氫單酮氧化成α-二酮

1.1.1.1利用PCC試劑氧化

SeO2是最早將單酮氧化成二酮的氧化劑，但作為還原產(chǎn)物的Se由于自身的性質(zhì)，很容易形成硒化物，這樣對反應(yīng)帶來不利的影響。而且Se元素有毒，如果處理不當會對環(huán)境造成影響[7]。

在1985年Carre M C[8]等人對該方法進行了改進，利用CuCl2-CuO做氧化劑將單酮氧化成二酮，用CH3COCH3做溶劑，但這種方法的缺點在于副產(chǎn)物太多。

1988年Francesco Bonadies[9]等人采用了活性劑PCC氧化單酮得到二酮化合物。PCC是吡啶和CrO3在鹽酸溶液中的絡(luò)合鹽，是橙紅色晶體。它溶于CH2Cl2，使用很方便，在室溫下便可將伯醇氧化為醛，而且基本上不發(fā)生進一步的氧化作用。

1.1.1.2 微波的無溶劑的氧化反應(yīng)

2002年Jong Chan Lee等人[10]用吡啶N-氧化物和α-氧基酮在微波條件下進行了無溶劑的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)這種方法反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)迅速，而且反應(yīng)環(huán)境基本在中性條件下，收率也較高，普遍在80%以上。

1.1.2 1,2-二醇氧化得到1,2-二酮化合物

2008年Jitender M.Khurana[11]等人用NBSAl2O3在無溶劑的微波條件下，將1,2-二醇氧化得到1,2-二酮化合物。發(fā)現(xiàn)如果反應(yīng)時間只有20 s，那么二醇中只有一個羥基被氧化成羰基，而將反應(yīng)時間延長至3 min，就能得到二酮的產(chǎn)物，并且二酮收率都能達到98%~99%。

1.1.3氧化炔得到1,2-二酮化合物

1.1.3.1由氯化鈀催化的由炔氧化得到二酮化合物

2001年M.S.Yusubov等人[12]用DMSO-PdCl2體系在80~125℃的溫度范圍下氧化炔，收率可達到55%~77%。該反應(yīng)的作用機理主要是通過DMSO和Pd與三鍵配位，進而將炔氧化成1,2-二酮。

1.1.3.2由非血紅素鐵催化炔合成二酮化合物

2004年Ju Yeon Ryu等人[13]用非血紅素鐵配合物催化炔，發(fā)現(xiàn)二酮產(chǎn)物的形成與氧氣的存在有很大的關(guān)系。在用過氧化氫或t-BuOOH做氧化劑時，在好氧條件下二酮為主要產(chǎn)物；但在厭氧條件下，與過氧化氫相比較，使用t-BuOOH作為氧化劑時，收率較低。

1.1.4氧化脫肟合成二酮化合物

氧化脫肟合成二酮化合物的方法早在1943年就有報道，主要是在水中用硫酸做催化劑，收率為43%。

2002年Rahman Hosseinzadeh[14]等人開發(fā)了全新、快速、高效的脫肟催化劑2,6-二羧基吡啶氯鉻酸鹽。該氧化劑具有選擇性好，收率高等優(yōu)點，并且對原有羰基沒有影響。

1.1.5聯(lián)烯在純態(tài)氧下的光氧化反應(yīng)

1991年Ihsan Erden等人[15]發(fā)現(xiàn)在鈉燈的照射下，苯基聯(lián)烯在四氯化碳卟啉的氧氣飽和溶液下會緩慢發(fā)生反應(yīng)，用1H NMR譜鑒定出所得的產(chǎn)物有3種。這個反應(yīng)可能是經(jīng)過1,2-，1,4-環(huán)加成模式進行反應(yīng)，而且隨著聯(lián)烯結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，產(chǎn)物的種類也會變多。

1.2 重排法合成1,2-二酮化合物

2003年Chang Chia-lung等人[16]用釕做催化劑對α,β-環(huán)氧酮進行重排反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)這個反應(yīng)也可得到1,2-二酮產(chǎn)物。環(huán)氧化物在Lewis酸的存在下的重排可以得到醛酮。在大多數(shù)情況下由于開環(huán)的位置不同，會得到1,2-二酮和1,3-二酮兩種產(chǎn)物。當使用常用的Lewis酸時，1,2-二酮的收率較低；而使用高氯酸鎂時，1,2-二酮的收率可以達到80%以上，但催化劑要過量使用。

1.3 親核取代合成1,2-二酮化合物

芳基-Sn鍵是一個良好的親電取代試劑，芳基-氫化錫和酰氯能得到芳基酮，并且收率比較高。之前也有人做過用Pd催化的芳基-氫化錫試劑和酰氯的交叉耦連反應(yīng)，但反應(yīng)時間長,溫度高，而且收率一般。在1980年和2004年,Tanaka M分別發(fā)表了用Bu3Sn-CN和Me3Sn-CONiPr2和酰氯在沒有催化劑的條件下和酰氯發(fā)生交叉耦連反應(yīng)得到酮。當Sn-C鍵在一定條件下可以激活α-雜原子，這樣反應(yīng)就可以在無催化劑條件下進行。但這兩個方法只用在單酮的合成，于是，2008年Taigo Kashiwa bara和Masato Tanaka共同發(fā)現(xiàn)，酮酰氯和RSnnBu3不需要催化劑催化可得到二酮產(chǎn)物，并且該反應(yīng)適用范圍廣泛，如以草酰氯為起始原料也可得到1,2-二酮化合物。

R1SnnBu3、R2SnnBu3分別為不同的R基取代的正丁基錫烷。

2 小結(jié)

綜上所述，到目前為止，有關(guān)1,2-二酮類化合物的合成方法有一些報道，但存在一定的局限性，有的原料不易得到，有的選擇性低并有副產(chǎn)物生成，有的要使用毒性較大的試劑及催化劑，限制了該類化合物的應(yīng)用，所以針對1,2-二酮類化合物的高效率的合成方法有待進一步研究和開發(fā)。

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The Synthesis Development of 1,2-Diketone

ZHUANG Dan-wen,CUI Dong-mei
(Zhejiang University of Technolgy,Hangzhou 310014,China)

1,2-diketones as an important synthetic intermediate is widely used in polymer materials, pesticides,pharmaceuticals,chemicals and other synthetic fields.It can be used to synthesize a number of drugs with imidazoles,quinoxalines,it also can be used to synthesize some conductive polymer.This note outlines the different synthesis methods by different reactants.

1,2-diketone;oxidation;rearrangement;nucleophilic substitution

1006-4184（2010）08-0013-04

2010-04-13

莊丹聞（1986-），女，浙江杭州人，浙江工業(yè)大學在讀研究生，藥物化學專業(yè)。