1,2-二酮类化合物的合成研究进展

庄丹闻 崔冬梅

（浙江工业大学药学院，浙江 杭州310014）

1,2-二酮类化合物的合成研究进展

庄丹闻 崔冬梅

（浙江工业大学药学院，浙江 杭州310014）

1,2-二酮类化合物作为重要的有机合成中间体被广泛应用在高分子材料、农药、医药、化工原料等领域，在医药领域的应用主要是合成一些咪唑环、喹诺西林类的药物，也可以用于合成一些聚合物。本文概述了通过不同的原料，采用氧化、重排、亲核取代的方法得到1,2-二酮类化合物。

1,2-二酮；氧化；重排；亲核取代

1,2-二酮类化合物作为重要的有机合成中间体被广泛应用在高分子材料、农药、医药、化工原料等合成领域。如在高分子材料方面可用来合成一些导电聚合物[1]。在医药领域上主要用于合成一些含有咪唑环[2-4]、喹诺西林[5-6]等生理活性化合物。如1,2-二酮类化合物与醛、一级胺、醋酸胺在微波下可得到四取代咪唑环。咪唑基团作为组氨基侧链的一部分，起着多肽和蛋白质生物活性的主要作用。功能化的咪唑基团还有许多药理活性。如抗HIV、抗晕厥、钙拮抗剂和抑制剂、抗组胺、镇定等等作用。1,2-二酮类化合物也能与邻苯二胺类化合物反应可得到喹诺西林，喹诺西林是一种重要的含氮杂环化合物，有许多药理活性，如抗原虫、抗菌、抗真菌以及抗癌的药理活性。由于使用1,2-二酮类做为原料，克服了传统合成方法的催化剂昂贵、收率低、反应时间长、反应条件苛刻、操作步骤多等缺点。本文对1,2-二酮类化合物主要合成方法的相关文献进行综述。

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，通过不同的原料、不同的催化剂反应得到1,2-二酮。

1.1.1将带有α-活性氢单酮氧化成α-二酮

1.1.1.1利用PCC试剂氧化

SeO2是最早将单酮氧化成二酮的氧化剂，但作为还原产物的Se由于自身的性质，很容易形成硒化物，这样对反应带来不利的影响。而且Se元素有毒，如果处理不当会对环境造成影响[7]。

在1985年Carre M C[8]等人对该方法进行了改进，利用CuCl2-CuO做氧化剂将单酮氧化成二酮，用CH3COCH3做溶剂，但这种方法的缺点在于副产物太多。

1988年Francesco Bonadies[9]等人采用了活性剂PCC氧化单酮得到二酮化合物。PCC是吡啶和CrO3在盐酸溶液中的络合盐，是橙红色晶体。它溶于CH2Cl2，使用很方便，在室温下便可将伯醇氧化为醛，而且基本上不发生进一步的氧化作用。

1.1.1.2 微波的无溶剂的氧化反应

2002年Jong Chan Lee等人[10]用吡啶N-氧化物和α-氧基酮在微波条件下进行了无溶剂的反应，发现这种方法反应条件温和，反应迅速，而且反应环境基本在中性条件下，收率也较高，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在无溶剂的微波条件下，将1,2-二醇氧化得到1,2-二酮化合物。发现如果反应时间只有20 s，那么二醇中只有一个羟基被氧化成羰基，而将反应时间延长至3 min，就能得到二酮的产物，并且二酮收率都能达到98%~99%。

1.1.3氧化炔得到1,2-二酮化合物

1.1.3.1由氯化钯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体系在80~125℃的温度范围下氧化炔，收率可达到55%~77%。该反应的作用机理主要是通过DMSO和Pd与三键配位，进而将炔氧化成1,2-二酮。

1.1.3.2由非血红素铁催化炔合成二酮化合物

2004年Ju Yeon Ryu等人[13]用非血红素铁配合物催化炔，发现二酮产物的形成与氧气的存在有很大的关系。在用过氧化氢或t-BuOOH做氧化剂时，在好氧条件下二酮为主要产物；但在厌氧条件下，与过氧化氢相比较，使用t-BuOOH作为氧化剂时，收率较低。

1.1.4氧化脱肟合成二酮化合物

氧化脱肟合成二酮化合物的方法早在1943年就有报道，主要是在水中用硫酸做催化剂，收率为43%。

2002年Rahman Hosseinzadeh[14]等人开发了全新、快速、高效的脱肟催化剂2,6-二羧基吡啶氯铬酸盐。该氧化剂具有选择性好，收率高等优点，并且对原有羰基没有影响。

1.1.5联烯在纯态氧下的光氧化反应

1991年Ihsan Erden等人[15]发现在钠灯的照射下，苯基联烯在四氯化碳卟啉的氧气饱和溶液下会缓慢发生反应，用1H NMR谱鉴定出所得的产物有3种。这个反应可能是经过1,2-，1,4-环加成模式进行反应，而且随着联烯结构的复杂化，产物的种类也会变多。

1.2 重排法合成1,2-二酮化合物

2003年Chang Chia-lung等人[16]用钌做催化剂对α,β-环氧酮进行重排反应，发现这个反应也可得到1,2-二酮产物。环氧化物在Lewis酸的存在下的重排可以得到醛酮。在大多数情况下由于开环的位置不同，会得到1,2-二酮和1,3-二酮两种产物。当使用常用的Lewis酸时，1,2-二酮的收率较低；而使用高氯酸镁时，1,2-二酮的收率可以达到80%以上，但催化剂要过量使用。

1.3 亲核取代合成1,2-二酮化合物

芳基-Sn键是一个良好的亲电取代试剂，芳基-氢化锡和酰氯能得到芳基酮，并且收率比较高。之前也有人做过用Pd催化的芳基-氢化锡试剂和酰氯的交叉耦连反应，但反应时间长,温度高，而且收率一般。在1980年和2004年,Tanaka M分别发表了用Bu3Sn-CN和Me3Sn-CONiPr2和酰氯在没有催化剂的条件下和酰氯发生交叉耦连反应得到酮。当Sn-C键在一定条件下可以激活α-杂原子，这样反应就可以在无催化剂条件下进行。但这两个方法只用在单酮的合成，于是，2008年Taigo Kashiwa bara和Masato Tanaka共同发现，酮酰氯和RSnnBu3不需要催化剂催化可得到二酮产物，并且该反应适用范围广泛，如以草酰氯为起始原料也可得到1,2-二酮化合物。

R1SnnBu3、R2SnnBu3分别为不同的R基取代的正丁基锡烷。

2 小结

综上所述，到目前为止，有关1,2-二酮类化合物的合成方法有一些报道，但存在一定的局限性，有的原料不易得到，有的选择性低并有副产物生成，有的要使用毒性较大的试剂及催化剂，限制了该类化合物的应用，所以针对1,2-二酮类化合物的高效率的合成方法有待进一步研究和开发。

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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

庄丹闻（1986-），女，浙江杭州人，浙江工业大学在读研究生，药物化学专业。