2,2-Dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dion Chemische Eigenschaften,Einsatz,Produktion Methoden
Beschreibung
Meldrumsäure bildet weiße Kristalle, die bei 92-96 ℃ unter Zersetzung schmelzen. Mit einem pKs-Wert von 4,97 ist Meldrumsäure eine ungewöhnlich starke Säure (in Anbetracht ihrer Struktur). Meldrumsäure ist ein sehr nützlicher Synthesebaustein: Bei hoher Temperatur zersetzt sich Meldrumsäure unter Bildung von Aceton, Kohlenstoffdioxid und einem hochreaktiven Keten, welches mit einer Vielzahl von Verbindungen Reaktionen eingeht. Da der Kohlenstoff zwischen den beiden Carbonylgruppen C-H acide Wasserstoffatome trägt, kann Meldrumsäure leicht an dieser Position alkyliert oder acyliert werden. Die dabei entstehenden Verbindungen können wiederum, wie oben beschrieben, durch Pyrolyse in hochreaktive Ketene überführt werden. Erhitzt man die acylierte Meldrumsäure mit einem Alkohol, so entstehen in einer Reaktion, die der Malonestersynthese gleicht, β-Ketoester, welche als Edukte in einer Knorrschen Pyrrolsynthese verwndet werden können. Durch Bromierung der Meldrumsäure mit elementarem Brom im basischem Medium erhält man Dibrommeldrumsäure, ein sehr mildes und effektives Bromierungsreagenz.
Synthese
52,0 g Malonsäure werden in 64,9 g (60 ml) Acetanhydrid suspendiert und bei 0 ℃ mit 1,5 ml Schwefelsäure versetzt. Zu der sich bildenden Lösung werden bei 15 ℃ Innentemperatur unter Rühren 31,6 g (40 ml) Aceton getropft. Anschließend wird die rot gefärbte Mischung 10 Minuten bei Raumtemperatur gerührt (Meldrumsäure kristallisiert zum Teil aus) und dann bei - 20 ℃ 14 Stunden stehen gelassen, um die Kristallisation zu vervollständigen (zur Kristallisation verwendet man am besten ein stabiles Weithals-Glasgefäß, wie z.B. ein Marmeladenglas). Dann wird die harte, kristalline Masse zerkleinert (Mörser), abgesaugt und nacheinander mit je 25 ml eiskalter 0,5 M Schwefelsäure und eiskaltem Wasser gewaschen. Die rohe Meldrumsäure wird 2 Stunden an der Luft getrocknet und danach sofort aus Aceton/Ether/Petrolether umkristallisiert. Ausbeute: 42,1 g (58 % der Theorie) farblose Nadeln vom Schmp. 90-96 ℃.
Zur Reaktion
Der erste Schritt der Reaktion ist ein nukleophiler Angriff der Malonsäure am Carbonylkohlenstoff des protonierten Acetons. Durch Deprotonierung bildet sich ein Halbacetal. Nach Protonierung der Hydoxylgruppe dieses Halbacetals und anschließender Wasserabspaltung kommt es zum Ringschluss. Durch erneute Deprotonierung bildet sich schlussendlich Meldrumsäure. Das Acetanhydrid dient bei der Synthese gleichzeitig als Lösungsmittel und als wasserentziehendes Reagenz.
Quelle
L. F. Tietze und Th. Eicher; Reaktionen und Synthesen im organisch-chemischen Praktikum und Forschungslaboratorium, Georg Thieme Verlag, 2. Auflage, Stuttgart, New York 1991
R-Sätze Betriebsanweisung:
R36/37/38:Reizt die Augen, die Atmungsorgane und die Haut.
R45:Kann Krebs erzeugen.
S-Sätze Betriebsanweisung:
S37/39:Bei der Arbeit geeignete Schutzhandschuhe und Schutzbrille/Gesichtsschutz tragen.
S24/25:Berührung mit den Augen und der Haut vermeiden.
S53:Exposition vermeiden - vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen.
S45:Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt zuziehen (wenn möglich, dieses Etikett vorzeigen).
S36:DE: Bei der Arbeit geeignete Schutzkleidung tragen.
S26:Bei Berührung mit den Augen sofort gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren.
Beschreibung
Meldrum's acid, also known as 2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione, is an organic compound with the formula C6H8O4. The compound was first made in 1908 by Andrew Norman Meldrum by a condensation reaction of malonic acid with acetone in acetic anhydride and sulfuric acid. Meldrum misidentified the structure as a β-lactone of β-hydroxyisopropylmalonic acid. Yet Meldrum's acid has a high acidity with a pKa of 4.97, because like ascorbic acid, deprotonation at the methylene next to the carbonyls produces a stable enolate. Because of this property Meldrum's acid like malonic acid is a reactant in Knoevenagel condensations.
Chemische Eigenschaften
The compound appears as white to beige crystals. It has a melting point of 94-95℃ (decomposition), is insoluble in water, and is soluble in ethanol and acetone.
Application
2,2-Dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione was used in the synthesis of:
macrocyclic β-keto lactone
4-pyridyl-substituted heterocycles
2-substituted indoles
isofraxidin.
Verwenden
Meldrum's acid serves as an intermediate in a variety of organic synthesis reactions. It is commonly used as an alternative to acyclic malonic esters and generally acts as a C3O2 synthon in organic synthesis.
synthetische
2,2-Dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione (Meldrum's acid)is usually prepared by condensation of malonic acid with acetone in acetic anhydride in the presence of sulfuric acid. Excellent yield of the product was achieved when acetic anhydride was added in a slow, controlled manner to a mixture of acetone, malonic acid and an acid catalyst.
Allgemeine Beschreibung
2,2-Dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione (Meldrum′s acid) is widely used in organic synthesis, especially for multiple C-C bond formations due to its adequate acidity (p
Ka 4.83) and steric rigidity. Knoevenagel condensation reaction between aldehydes and Meldrum′s acid are accelerated in ionic liquids.
läuterung methode
Crystallise the dione from Me2CO/H2O. It is a synthon for the C3 malonic acid moiety. [Arnette et al. J Am Chem Soc 106 6759 1984, Bihlmayer et al. Monatsh Chem 98 564 1967, Review: McNab Chem Soc, Rev 7 345 1978, Chan & Huang Synthesis 452 1982, Beilstein 19/5 V 8.]
2,2-Dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dion Upstream-Materialien And Downstream Produkte
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