吡喃酮
含氧雜環化合物
吡喃酮(pyrone)是吡喃的酮類衍生物,是一類六元的含氧雜環化合物。
吡喃酮其中包含一個氧原子和一個酮官能團。與吡喃一樣,根據環中雙鍵和羰基的位置不同,吡喃酮可以有兩個異構體:即α-吡喃酮(α-pyrone)和γ-吡喃酮(γ-pyrone)。
2-吡喃酮(或α-吡喃酮)作為香豆素環系統的一部分在自然界中被發現。
4-吡喃酮(或γ-吡喃酮)存在於一些天然化合物中,如色酮、麥芽酚和曲酸。
α-吡喃酮又名香豆靈(coumalin)。可看作5-羥基-2,4-戊二烯酸的內酯。有乾草氣味的液體。溶於乙醇。可與鹼發生水解反應,形成1-甲醯基2-丁烯酸。與發生狄爾斯-阿德爾反應Diels-Alderreaction。α-吡喃酮無天然存在,但它的許多衍生物是重要的天然產物。
吸濕性晶體。易溶於水、乙醚、氯仿和乙酸。從結構上看,它應屬於α,β-不飽和二酮,但實際上它並沒有一般羰基化合物的典型性質,也沒有一般碳碳雙鍵的性質。例如,它不與羥胺、苯肼反應生成肟或腙,與無機酸反應時生成很穩定的鹽:這是由於γ-吡喃酮環上氧原子的未共用電子對能與雙鍵發生共軛,環上電子云向羰基方向轉移,致使成鹽時質子不是與環內氧原子結合,而是與羰基氧原子結合。成鹽后的γ-吡喃酮變成了一個閉合的芳香共軛體系,使其穩定性增加。γ-吡喃酮在水中也可以奪取一個質子而遊離出氫氧根,所以它是一個強鹼(同時也是個強的路易斯鹼)。
在650 C加熱條件下裂解鄰吡喃酮酸脫羧可以得到。5,6-二氫吡喃-2-酮等二氫類似物可以用丁烯酸和甲醛通過催化縮合得到。
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在加熱或者高壓下進行二聚,往往會得到多聚產物。高溫625C下,可逆的電環化開環可以得到烯酮醛中間體。乙醚中對2-吡喃酮進行直接照射,會得到二環[2.2.0]吡喃-2-酮(如3)。
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重氮甲烷和氰化物則進攻C-6(如4)。
2-吡喃酮也能發生親電取代。通過溴化或者氯化可以得到3-鹵-2-吡喃酮,這個反應通常是先連續的鹵化,然後脫去鹵化氫,而不是直接發生親電取代。3-溴-2-吡喃酮自身可以與二甲基銅酸鋰發生金屬-鹵素的交換,得到3-銅-2-吡喃酮。