1-溴-3,3-二甲氧基丙烷的化学式为C5H11BrO2,从结构上看,它是丙醛的醛基与两分子甲醇形成缩醛结构,同时在3号碳原子上连接一个溴原子。缩醛结构相对稳定,而溴原子能够提供亲核取代反应活性位点,因此它常用有机合成的中间体。

图一 1-溴-3,3-二甲氧基丙烷
合成
在25 mL三颈烧瓶中加入NaBr(2.57 g,25 mmol)、三甲基氯硅烷(TMSCl,1.7 mL,12.5 mmol)和 4Å 分子筛(0.5 g),通入氮气排除空气。加入无水乙腈(20 mL),室温下磁力搅拌15分钟,生成活性卤化中间体(TMSBr)。将3,3-二甲氧基丙烯(1.28 g,12.5 mmol)溶于5 mL无水乙腈,缓慢滴入上述反应液中。维持反应温度22°C,搅拌90分钟,期间溶液逐渐变为澄清。反应结束后,向体系中加入10 mL水淬灭反应,用二氯甲烷(3×10 mL)萃取。合并有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥 15 分钟。减压蒸馏除去溶剂,剩余粗产物通过bulb-to-bulb 蒸馏纯化,收集125°C/1 mmHg的馏分,得到无色液体1-溴-3,3-二甲氧基丙烷1.45 g,产率 63%。TMSCl与NaBr反应生成的TMSBr作为亲电试剂,对3,3-二甲氧基丙烯的双键进行反马氏加成,形成碳正离子中间体,随后甲氧基氧原子稳定正电荷,最终生成3-溴丙醛二甲缩醛。该反应无需脱保护羰基,直接在缩醛保护下实现 β- 卤代,具有条件温和、选择性高的特点[1]。

图二 1-溴-3,3-二甲氧基丙烷的合成
反应特性
1-溴-3,3-二甲氧基丙烷中的溴原子具有良好的离去性,可作为亲电试剂与各种亲核试剂发生反应,可与醇、胺、硫醇等亲核试剂发生亲核取代反应,形成相应的醚、胺、硫醚等衍生物。通过亲核取代反应引入不同的官能团。它还可以参与多种C-C键形成反应。此外,1-溴-3,3-二甲氧基丙烷还可以作为构建环状化合物的重要原料[2]。
参考文献
[1]Feringa L B .Trimethylsilyl-Halide-Mediated Conjugated Addition to Allylic Acetals[J].Synthetic Communications,2006,15(2):87-89.
[2]Wiles C ,Watts P ,Haswell J S .Acid-catalysed synthesis and deprotection of dimethyl acetals in a miniaturised electroosmotic flow reactor[J].Tetrahedron,2005,61(22):5209-5217.