如何制备1,3-环戊二酮? ¹

背景及概述^[1]

1,3-环戊二酮是一种有机中间体，可以通过一系列反应从丙二酸二甲酯和(E）-4-氯-3-甲氧基-2-丁烯酸甲酯制备而成。

制备^[1]

如何制备(E)-3-甲氧基-3-丁烯-1,1,4-三羧酸三甲酯 (2)？

首先，在20℃下将丙二酸二甲酯（66克，500毫摩尔）溶解在DMF（250毫升）中，并加入NaOMe（27.8克，500毫摩尔）。10分钟后，再加入(E)-4-氯-3-甲氧基-2-丁烯酸甲酯（41.6克，250毫摩尔）。将悬浮液搅拌2小时，然后在45℃/20mbar下蒸馏掉溶剂。将残余物在CH2Cl2（100毫升）和H2O（120毫升）之间分离，并用HCl（32%）中和水相。分离有机相并蒸发至干。最后，在176至180℃/20mbar下蒸馏残余物。产量为58.8克，收率为88%。

1H NMR (CDCl3/TMS): δ = 3.40 (d. J4 .5 = 7.8 Hz. 2 H. CH2-4), 3.61 (s, 3 H. OCH3), 3.68 (s, 3 H, CO2CH3), 3.73 (s. 6 H, CO2CH3-6,7), 3.75 (t. 1 H. J4,5 = 7.8 Hz, CH-5), 5.08 (s, 1 H, CH-2)。

如何制备4-甲氧基-2-氧代-3-环戊烯羧酸甲酯(3)？

首先，在氩气下将Na（14.1克，613毫摩尔）分批加入MeOH（0.71升）中。将溶液加热至60℃，然后在30分钟内逐滴加入(E)-3-甲氧基-3-丁烯-1,1,4-三羧酸三甲酯（2，80克，300毫摩尔）。将形成的悬浮液在60℃下搅拌3小时，然后加入AcOH（37毫升）。蒸发MeOH并将残余物在CH2Cl2（300毫升）和H2O（400毫升）之间分离。再用CH2Cl2（2 x 120毫升）萃取H2O相。蒸发CH2Cl2并收集产物。最后，在116-120℃/7mbar下蒸馏。产量为42.5克，收率为79%。

1HNMR(CDCl3)/TMS): δ = 2.80 (dd.1 H, Jab = 18.0 Hz, J5.1 = 7.6 Hz. CH-5b), 3.05 (m, 1H, J5b,1 = 18.0 Hz, J5a.1 = 3.1 Hz, CH-5a), 3.55 (dd, 1H. J5b.1 = 7.6 Hz, J5a.1 = 3.1 Hz., CH3)。 3.78 (s. 3 H. CO2CH3), 3.90 (s. 3 H, OCH3)。 5.30 (s, 1 H, CH3)。

如何制备1,3-环戊二酮(4)？

首先，在50℃下将化合物3（112.1克，575毫摩尔）加入H2SO4（0.5N）（336克）中。将溶液加热至100℃，同时蒸馏出MeOH。反应结束时，真空除去残留的MeOH。将混合物冷却至20℃，并用NaOH（50%）调节至pH 2.5。然后，用i-PrOAc（250毫升）连续萃取产物。将萃取液蒸发至干，将残余物悬浮在CH2Cl2（100毫升）中，过滤并干燥。最后，得到的产物为50克，收率为83%。

1H NMR (DMSO-d6/TMS)：δ = 2.37 (s. 4 H)、5.10 (s. 1 H)、11.7-12.5 (br s. 1 H)。

参考文献

[1] Synthesis, (4), 373-4; 1992