羥甲基化反應

羥甲基化反應

羥甲基化反應(hydroxymethylation)是指有機化合物中的氫被羥甲基(CH2OH)取代的反應。羥甲基化反應又稱為Tollens縮合反應,指的是甲醛與含α-H的醛、酮縮合。

基本介紹

  • 中文名:羥甲基化反應
  • 外文名:hydroxymethylation
  • 別名:Tollens縮合反應
  • 套用領域:有機合成、藥物合成
釋義,舉例,

釋義

甲醛本身不含α-H,不能自身縮合,但在鹼如氫氧化鈣、碳酸鉀、碳酸氫鈉、三烷基胺等的催化下,可與含α-H的醛、酮進行羥醛縮合,在醛、酮的α-碳原子上引入羥甲基,此反應稱為羥甲基化反應,也就是所謂的Tollens縮合,生成的產物是β-不飽和醛、酮。該反應在藥物合成中套用廣泛。
甲醛和乙醛發生交叉羥醛縮合反應,乙醛α-碳原子上氫被羥甲基取代,這就是羥甲基化反應。乙醛α-碳原子上有三個氫,都可以被羥甲基取代,生成三羥甲基乙醛,它的醛基再被甲醛還原為羥甲基,就成為具有四個羥甲基的季戊四醇。通過羥甲基反應,可以在有機化合物分子中引入多個羥基,是合成多元醇的重要方法。

舉例

甲醛與丙酮能發生羥甲基化反應,反應方程式如下圖1所示:
羥甲基化反應
圖1 甲醛與丙酮的縮合反應
氫氧化鈉鹼性40至42度條件下先生成羥甲基化的酮類化合物中間體,在乙二酸存在的條件下可以發生消除脫水反應,生成α,β-不飽和酮的化合物。
在氯黴素(Chloramphenicol)的合成中,甲醛和對硝基-(α-乙醯胺基)苯乙酮在碳酸氫鈉的催化下,縮合得到對硝基-(α-乙醯胺基-β-羥基)-苯丙酮。如下圖2所示:
羥甲基化反應
圖2
利尿藥依他尼酸(Ethacrynic acid)的合成是以2,3-二氯苯甲醚為原料,經過Friedel-Crafts醯化反應、O-烷基化反應,得到2,3-二氯-4-丁醯基苯氧乙酸,最後與甲醛縮合製得的。
羥甲基化反應
依他尼酸的合成
由於甲醛和不和α-氫的醛在濃鹼中能發生康尼扎羅歧化反應,因此甲醛的羥甲基化反應和交叉康尼扎羅反應能同時發生,這是製備多羥基化合物的有效方法。如血管擴張藥硝酸戊四醇酯的中間體的合成。
羥甲基化反應
硝酸戊四醇酯的中間體合成

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