3-羟基四氢吡喃的制备与有关研究

简述

四氢吡喃环是许多碳水化合物、聚醚抗生素、海洋毒素等天然产物的重要结构内核。尤其是光学活性的4-羟基四氢吡喃结构更是许多天然产物如阿维菌素，拉春库林等的组成部分，并对这些天然产物的活性起着至关重要的作用^[1]。本篇介绍的化合物3-羟基四氢吡喃(Tetrahydropyran-3-ol)又名四氢吡喃-3-醇，化学式为C₅H₁₀O₂，分子量为102.13，常温常压下表现为无色至淡黄色液体。

制备方法

文献报道的3-羟基四氢吡喃的制备方法包括如下步骤：

S1. 反应瓶内加入醚类溶剂，3,4-二氢-2H-吡喃，碱金属硼氢化物，搅拌，升温40～50℃滴加质子酸或其酯与醚类溶剂的混合液，30～60℃保温反应8～24h；

S2. 取样GC，GC中控原料3,4-二氢-2H-吡喃<10%；

S3. 降至室温，垫硅藻土进行过滤，洗涤滤饼，滤液中滴加氢氧化钠溶液，搅拌，小于45℃滴加30%双氧水，控温40～45℃搅拌，分批加入饱和硫代硫酸钠溶液，搅拌，降至30℃，静置分层，水层用醚类溶剂萃取，合并有机层减压浓缩除溶剂，减压蒸馏，精馏得3-羟基四氢吡喃。

上述3-羟基四氢吡喃制备方法收率达60%，纯度达99%，避免用易燃且格昂贵的硼烷，危险性低，操作简单，适合批量生产，具有明显经济效益^[2]。

有关研究

为了研究在不同极性的溶剂中3-羟基四氢吡喃的构象偏向，综合研究红外和核磁共振光谱数据，且展开针对分离相的理论计算。在此过程中，考虑溶剂效应。结果表明，3-羟基四氢吡喃的最稳定构象是在轴向和赤道方向上含有取代基的那些分子。在分离相和非极性溶剂中，轴向构象更稳定，而在极性介质中，赤道构象比轴向构象更稳定。通过在不同浓度的非极性溶剂中的红外光谱检测到轴向构象分子中存在氢键合的O–H···O^[3]。

参考文献

[1]康珍珍,张晓瑞,屈冠群,等.光学纯2-(4-甲基苯基)-4-羟基四氢吡喃的酶法合成[C]//全国催化学术会议.2012.

[2]杨少强,张鹏飞,陈国庆,等.一种3-羟基四氢吡喃的制备方法:CN202011474386.1[P].CN112645914A.

[3]Daniela C. Solha,Thaís M. Barbosa,et.al. Experimental and Theoretical Studies of Intramolecular Hydrogen Bonding in 3-Hydroxytetrahydropyran: Beyond AIM Analysis.DOI:10.1021/jp500211y.