2-甲基-1,3-二氧戊环的合成及作为保护基团

简介

2-甲基-1,3-二氧戊环是一种无色或近乎无色的液体，具有较低的挥发性，密度大约为0.982 g/mL（在25°C时）。其对水分比较敏感，所以在储存时需要放在易燃区域。2-甲基-1,3-二氧戊环主要用于有机合成，既可以作为保护基团来保护一些官能团，也可以作为反应介质来帮助化学反应进行。

2-甲基-1,3-二氧戊环的性状

合成

方法一：将乙二醇（7.67 g）和0.1 g硅胶放入高压灭菌器（100 mL）中加压。将密封的反应器加热到150°C，持续不同的时间。冷却后，过滤分离硅胶。在粗料中加水20ml，去除残留的乙二醇。用乙醚（3 × 50 mL）提取水溶液。结合有机相。在MgSO4上干燥有机相。过滤后，在真空中蒸发乙醚得到标题化合物2-甲基-1,3-二氧戊环[1]。

方法二：光催化反应器Lelesil Innovative Systems采用容量为250 mL的石英反应器（Strohmeier光反应器配有磁性搅拌器）。在反应器的烧瓶中加入6.3 mmol (1.70 g) FeCl3·6H2O, 6.3 mmol（0.44 g）亚硝酸钠和500 mmol原醇（20 mL甲醇，30 mL乙醇），搅拌反应混合物，直到形成均匀的溶液（发生氮氧化物释放）。充入500 mmol合适的二醇（30 g乙二醇，45 g 1,4-丁二醇，52 g 1,5 -戊二醇）。控制光束经过的水层温度（20-50℃），光活化时间：24小时。在乙醚中提取反应产物，反应完成后在分离漏斗上分离上层有机层，用无水硫酸钠干燥蒸馏乙醚，将残留物进行分馏得到标题化合物2-甲基-1,3-二氧戊环[2]。

保护基团

2-甲基-1,3-二氧戊环常用于有机合成中，作为保护基团或反应介质，促进反应进行。例如：将金催化剂（1mol %）和1-溴，4-硝基苯（内标，0.059 mmol）在干燥的核磁共振管中氩气下充电。加入氘化溶剂（0.5 mL）、三甲基硅基苯乙炔和2-甲基-1,3-二氧戊环（0.118 mmol）。在氩气环境下密封管子。将反应混合物在50°C下搅拌18小时得到目标产物[3]。

参考文献

[1] Catalysis, kinetic and mechanistical studies for the transformation of ethylene glycol by alumina and silica gel under autogenous pressure and solvent-free conditions. By: Rohand, Taoufik; et al. Acta Chimica Slovenica (2021), 68(2), 387-394.

[2] Photocatalytic Synthesis of 1,3-Dioxacyclanes from Diols and Primary Alcohols Effected by a System FeCl3-NaNO2/O2 (Air). By: Makhmutov, A. R. Russian Journal of Organic Chemistry (2018), 54(11), 1710-1714.

[3] Catalytic Alkynylation of Cyclic Acetals and Ketals Enabled by Synergistic Gold(I)/Trimethylsilyl Catalysis. By: Berthet, Matheo; et al. Journal of Organic Chemistry (2017), 82(18), 9916-9922.