3-苯基悉尼酮的制备

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流程

1. N-亚硝基-N-苯基甘氨酸的制备

反应机理如下：

注意；N-亚硝基化合物都有潜在致癌性，因此操作时应当注意

分别称取N-苯基甘氨酸[1]12.5g（82.8mmol，1eq），亚硝酸钠[1] 6.25g（90.6mmol，1.1eq），前者悬浮于150mL水[1]中，后者溶于35mL水中。

从左至右依次为：a)称取N-苯基甘氨酸，b)称取亚硝酸钠，c)两者的悬浊液

将两者的溶液等充分的冷却[2]，并搭建冰盐浴，苯基甘氨酸的悬浊液温度应当保持在0℃以下，然后在激烈搅拌下，在半小时内缓慢的滴加亚硝酸钠的水溶液，悬浊液会逐渐溶解，并由白色转变为灰色→灰棕色→棕色，并最终得到棕色的澄清溶液。

从上至下，从左至右依次为：a)冰浴装置预备，b)开始滴加NaNO2，c)滴加10min时，d) 滴加20min时，e)滴加完成时，f)取出滴加的溶液

取出滴加的溶液，并迅速进行过滤（一定要快！）[3]。滤液重新进行冰浴。向滤液中滴加12.5mL 浓盐酸[1]，大约在一分钟以内，滤液中析出大量白色轻质沉淀，此即为中间体N-亚硝基-N-苯基甘氨酸。继续搅拌10min后，抽滤，并用冰水洗涤两次，尽可能的抽干[4]。

产物不需要进行提纯，直接进入下一步合成。

从上至下，从左至右依次为：a)抽滤中，b)滤纸上剩下的棕色杂质，c)全部的滤液，

d) 滤液重新返回冰浴，e)加入浓盐酸后析出沉淀，f)中间体N-亚硝基-N-苯基甘氨酸

2. 3-苯基悉尼酮的制备

上一步的产物转移至100mL烧瓶中，加入65mL乙酸酐[1][5]。搭建回流装置加热回流，在这个过程中，中间体逐渐溶解并形成红色溶液。总共回流1.5h后，冷却，将反应液倒入碎冰中淬灭，晶体立刻析出，搅拌5分钟后，抽滤，并用冰水反复洗涤并抽干，得到3-苯基悉尼酮粗品，用沸水重结晶，得到3-苯基悉尼酮纯品。产量随原料质量变化很大，产率计算没有意义。核磁表征[6]。

从上至下从左至右依次为a)上步产物加入Ac2O b)回流装置的样子c)回流30min的样子

d)反应结束的样子e)淬灭后析出粗产物的样子，因为有杂质，带黄色 f)重结晶溶于沸水的样子

重结晶后的晶体是纯白色丝片状晶体

注释

[1] N-苯基甘氨酸来自安耐吉化学公司，未经提纯即可使用；亚硝酸钠来自国药化学集团，未经提纯即可使用；盐酸来自国药化学集团，未经提纯即可使用；乙酸酐来自国药化学集团，未经提纯即可使用，久置的乙酸酐可能含有大量醋酸，可以通过分馏提纯。本实验中用的水均为去离子水。

[2]充分冷却的最好方法是将烧瓶置于冰箱冷冻层（-15℃），待溶液表面出现冰壳时，即可取出，不能让溶液完全上冻。

[3]滤液的抽滤一定要快，否则会发生氮气和二氧化碳造成分解。抽滤时的杂质可能堵塞滤纸，这个时候可以预先准备硅藻土等助滤剂。另外，向反应液中加入活性炭可以吸附杂质，避免堵塞滤纸，这样制备出的中间体看着比较纯，但是产率会偏低，且对第二步实验结果影响不大。

加活性炭搅拌及抽滤的样子

[4]尽可能抽干的意义是下一步会使用乙酸酐，为避免水分消耗乙酸酐所以要尽可能抽干。

[5]乙酸酐可以略微过量，以排除代入反应体系中水分的影响。

[6]粗产物是浅棕色晶体，经沸水重结晶后的产物是白色丝片状晶体，常温下难溶于各种小有机溶剂，能溶于DMSO。产率随着原料的质量，以及实验的操作有较大变化。

产物的核磁表征为

1HNMR(400MHz,d6-DMSO):

δ=8.60-7.00(m,6H,ArH+main ring H) .

13CNMR(100MHz,d6-DMSO):

δ=168.97(C-C=O) ,134.99(C-Ar-ipso) ,132.81(C-Ar-p) ,130.59(C-Ar-o) ,121.94(C-Ar-m) ,95.33(C-main ring)

核磁共振氢谱：

核磁共振碳谱：

讨论

对于分子内电荷分离的分子，有一些种类能够写成不带电荷的形式，例如大家熟悉的氮杂环卡宾NHC，以及溶致变色分子MOED。

NHC卡宾能写成不带电荷的共振式

但是有一些分子无论如何，都没法写成不带电荷的共振式结构，这类物质称为介离子物质，其中的正负电荷处于离域状态，无法用传统的价键结合形式和单一结构式来表示。典型的就是本期的主角悉尼酮，以及三唑卡宾：

三唑卡宾无法写成不带电荷的共振式

这类化合物往往具有独特的催化性能和反应性，例如本期的主角悉尼酮便是广泛使用的1,3-偶极体。

值得一提的是，与此同时还有两种与之结构相似的化合物也以地名命名，分别是慕尼黑酮和蒙特利尔酮

悉尼酮，慕尼黑酮，蒙特利尔酮

他们在1,3-偶极环加成，杂环构筑方面都有广泛的应用。具体请参考相关文献。

1.Tetrahedron. 66 (3): 553–568.

2.e-Journal of Chemistry. 8 (1): 113–118.

3.Angewandte Chemie International Edition. 53 (37): 9708–9710.

4.The Journal of Organic Chemistry. 75 (12): 4261–4273.

5.The Journal of Organic Chemistry. 80 (5): 2709–2714.

6.Organic Letters. 16 (4): 1056–1059.

7.The Journal of Organic Chemistry. 75 (12): 4261–4273.