化學(xué)式及結(jié)構(gòu):其化學(xué)式為 C?H?NO,分子結(jié)構(gòu)由環(huán)戊酮部分與肟基(=NOH)組成。環(huán)戊酮是一個(gè)五元碳環(huán)且含有羰基(C=O)的結(jié)構(gòu),肟基則是通過(guò)氮原子與環(huán)戊酮的羰基碳相連,取代了原本羰基上的氧原子位置,形成了具有特征官能團(tuán)的化合物結(jié)構(gòu)。
外觀:通常呈現(xiàn)為白色結(jié)晶狀固體,外觀較為純凈、規(guī)整,是有機(jī)合成中常見(jiàn)的固體形態(tài)產(chǎn)物。
溶解性:在有機(jī)溶劑中的溶解性表現(xiàn)不一,在一些極性有機(jī)溶劑如乙醇、甲醇中有一定的溶解性,能夠在加熱等條件下更好地溶解;在非極性有機(jī)溶劑如石油醚、環(huán)己烷中溶解性相對(duì)較差。在水中的溶解性也較弱,屬于難溶于水的化合物。
熔點(diǎn):有相對(duì)明確的熔點(diǎn)范圍,一般在 50℃-55℃左右,不過(guò)具體數(shù)值可能因純度、測(cè)量條件等因素稍有波動(dòng),通過(guò)熔點(diǎn)測(cè)定可以輔助對(duì)其進(jìn)行初步的鑒定。
反應(yīng)活性:
重排反應(yīng):環(huán)戊酮肟在酸性條件下可以發(fā)生貝克曼重排反應(yīng),這是其最為典型且重要的化學(xué)性質(zhì)之一。在濃硫酸、五氯化磷等酸性試劑或試劑組合作用下,肟基會(huì)發(fā)生重排,氮原子會(huì)遷移到與原來(lái)羰基碳相鄰的位置上,同時(shí)生成相應(yīng)的酰胺類化合物,該反應(yīng)在有機(jī)合成中是構(gòu)建含氮化合物、尤其是酰胺結(jié)構(gòu)的重要手段。
還原反應(yīng):可作為底物參與還原反應(yīng),例如利用金屬氫化物(如氫化鋁鋰等)作為還原劑時(shí),肟基可以被還原,生成相應(yīng)的胺類化合物,也就是環(huán)戊胺等,這為進(jìn)一步合成其他含氮有機(jī)小分子提供了有效的途徑。
穩(wěn)定性方面:在常溫、干燥、避光的常規(guī)儲(chǔ)存條件下相對(duì)穩(wěn)定,但對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等較為敏感,容易在這些極端化學(xué)環(huán)境下發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞或發(fā)生上述提到的相關(guān)反應(yīng),從而改變其化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)形態(tài)。
常見(jiàn)合成途徑:通常是以環(huán)戊酮為原料來(lái)進(jìn)行合成。一種常用的方法是將環(huán)戊酮與羥胺鹽酸鹽(或其他羥胺類試劑)在堿性條件下進(jìn)行反應(yīng),一般是加入適量的堿(如氫氧化鈉、碳酸鈉等)來(lái)中和羥胺鹽酸鹽釋放出羥胺,羥胺再與環(huán)戊酮的羰基發(fā)生親核加成反應(yīng),經(jīng)過(guò)一定的反應(yīng)時(shí)間后,就可以生成環(huán)戊酮肟。此外,也可以通過(guò)一些改進(jìn)的合成路線,利用有機(jī)胺類化合物先與環(huán)戊酮反應(yīng)生成中間體,再經(jīng)過(guò)氧化等后續(xù)步驟轉(zhuǎn)化為環(huán)戊酮肟。
有機(jī)合成中間體:它是合成多種含氮有機(jī)化合物的重要中間體,比如前面提到通過(guò)貝克曼重排反應(yīng)可制備酰胺類化合物,而酰胺在藥物化學(xué)、材料化學(xué)等眾多領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用;通過(guò)還原反應(yīng)得到的胺類化合物又可以作為原料進(jìn)一步合成各類具有生物活性的藥物分子、具有特殊性能的有機(jī)高分子材料中的功能單元等。
藥物研發(fā)方面:在一些藥物研發(fā)項(xiàng)目中,可基于環(huán)戊酮肟的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾和改造,探索其潛在的藥理活性,有望發(fā)現(xiàn)新的藥物先導(dǎo)化合物,尤其在神經(jīng)系統(tǒng)藥物、抗炎藥物等研發(fā)領(lǐng)域有一定的探索價(jià)值。
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陳順