奎宁环的性质与应用

奎宁环，英文名Quinuclidine，常温常压下为白色至淡黄色结晶粉末，可溶于大部分有机溶剂，在水中溶解性相对较差。奎宁环属于有机胺类化合物，具有一定的碱性和环张力，可用作有机合成反应中的有机配体，多用于络合有机金属试剂和催化有机化学反应。

构象

奎宁环的分子中含有一个五元杂环和一个烷基，杂环上有一个孤对电子。这个孤对电子和烷基上的氢原子形成氢键，使得奎宁环分子呈现非平面构象。因此，奎宁环的立体结构对其物理化学性质具有重要影响。奎宁环分子中含有一个孤对电子，可以形成氢键。这使得奎宁环分子具有一定的氢键受体性和给体性，可与其他分子形成氢键相互作用。此外，该化合物分子中含有一个孤对电子，可以接受质子，生成相应的离子形式。在弱酸性条件下，奎宁环可以被质子化，形成带正电荷的离子。

应用

图1 奎宁环的应用

在一个干燥的反应器中，在氩气氛围下将30 % H2O2 ( 3 m L )缓慢加入到奎宁环( 500 mg , 4.5 mmol)的冰冷溶液( 5 m L )中。将所得的反应混合物在室温下静置18小时，使用以乙酸乙酯/异丙醇( 1 : 1 , v / v)为溶剂的硅胶TLC板监测奎宁环的反应情况。反应结束后在冰冷条件下往反应混合物中加入MnO2 ( 2 mg )破坏多余的H2O2，所得的反应混合物在冰浴中搅拌反应1 h。将反应混合物缓慢地升至环境温度，然后用碘化钾淀粉试纸监测H2O2的消失。用硅藻土过滤去除MnO2，然后向滤液中加入乙腈(50 ml)，减压蒸干溶剂，将所得残留物溶于MeCN ( 50 mL )中，蒸干溶剂，重复2次以去除水分。然后在减压下干燥残渣过夜，用AcOEt倾析法洗涤残渣，最后产物经碱化处理的硅胶柱色谱纯化（乙酸乙酯/异丙醇( 1 : 1, v / v)洗脱），得到目标产物分子奎宁环N-氧化物。[1-2]

参考文献

[1] Arai, Shigeru; Tokumaru, Kazuyuki; Aoyama, Toyohiko Tetrahedron Letters (2004), 45(9), 1845-1848

[2] Kikuchi, Tatsuya; et al Chemical Science (2022), 13(12), 3556-3562