2,6-二甲基-4-吡喃酮的主要应用

物质概述

2,6-二甲基-4-吡喃酮（英文名：2,6-Dimethyl-4H-pyran-4-one）又称2,6-二甲基-γ-吡喃酮，是一种化学式为C₇H₈O₂的有机化合物，常表现为白色至米色结晶粉末，可溶于水、甲醇、乙醇和乙醚。作为γ-吡喃酮的衍生物，2,6-二甲基-4-吡喃酮可促进和抑制许多酶系统，在医药化工行业中有广泛应用。此外，该物质还可以用来合成发光材料和染料等物质^[1]。

2,6-二甲基-4-吡喃酮.jpg

制备方法

文献公开了一种高纯度2,6-二甲基-γ-吡喃酮的制备方法，包括如下步骤：1)将脱氢乙酸与质量分数为20%～37.5%浓盐酸共热反应，油浴温度介于30℃～100℃，反应时间介于1小时～24小时；2)将反应液减压蒸馏直到溶液蒸干，将残留物溶于水，用冷苯液洗涤，去杂质，分液，取水层，加入至少一种选自碱金属盐酸盐，碱金属硫酸盐或碱金属碳酸盐的无机化合物，直至溶液饱和，调节溶液pH值7～12；3)用氯仿萃取盐饱和溶液，取下层，固体干燥剂干燥，过滤，浓缩滤液，烘干得到2,6-二甲基-4-吡喃酮粗品；4)将2,6-二甲基-4-吡喃酮粗品缓慢升华得到高纯度产物。经上述工艺，2,6-二甲基-4-吡喃酮精制产品收率可达90%，纯度大于99.8%^[2]。

工艺流程.png

应用实例

药物合成领域，2,6-二甲基-4-吡喃酮具有广泛应用，通过促进和抑制许多酶系统，2,6-二甲基-4-吡喃酮可用于抗菌剂、抗癌剂和抗过敏药物的生产^[2]。此外，以 2,6-二甲基-4-吡喃酮为起始原料可以合成 3,5-二氯-2,6-二甲基-4-羟基吡啶（俗称氯羟吡啶），该物质具有广泛的抗球虫作用，可用于禽、兔球虫病^[2,3]；还可以通过一系列反应得到“毛猴素”，用于治疗青光眼、充血性心力衰竭、支气管哮喘等疾病^[2,4]。

2,6-二甲基-4-吡喃酮还可用于合成染料和功能高分子材料的中间体。以其为起始原料，与丙二腈发生加成消除反应得到中间体2；中间体2与带有不同烷基链的吲哚醛发生加成消除反应，得到二氰基亚甲基-4H-吡喃衍生物。该发明把带有不同烷基的吲哚结构单元和二氰基亚甲基-4H-吡喃结构单元引入到有机固体发光材料领域，开发出一些新型压致发光变色材料，在光电领域将具有重要的应用。此外，上述合成工艺简单，纯化容易，所合成的压致发光材料非常适用于制备压力传感器，防伪商标等多个领域，具有良好的科研价值和工业化应用潜力^[5]。

精细化工领域则提供了一种FPD制造用光致抗蚀剂剥离剂组合物，其能够在FPD制造工序中剥离光致抗蚀剂，而不会腐蚀Al或Al合金导线，也不会腐蚀Cu或Cu合金导线。所述组合物含有：选自由麦芽酚，2,6-二甲基-4-吡喃酮，4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮，4-羟基香豆素，2,4-二羟基喹啉，2-氨基-4,6-二羟基嘧啶，2,4-二氨基-6-羟基嘧啶，2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶，4,6-二甲基-2-羟基嘧啶，尿嘧啶和6-甲基尿嘧啶组成的组中的至少一种杂环式化合物0.05～10重量%；烷醇伯胺或仲胺或者烷基伯胺或仲胺5～45重量%；极性有机溶剂30～94.85重量%；糖醇0.1～10重量%^[6]。

有关研究

近年来，人们普遍研究压致变色材料，基于吡喃酮结构进行设计的化合物不仅具有聚集诱导发光(AIE)性能，而且对压力也有明显的响应。2,6-二乙烯基-4-吡喃酮成为压致变色材料研究的热门母体结构之一。因此，研究人员以2,6-二甲基-4-吡喃酮和咔唑为原料，设计合成了四种供电-吸电型(D-A型)化合物。这四者在聚集状态下均表现出独特的荧光性质，即聚集发光增强效应。且随着溶剂极性由正己烷向N,N-二甲基甲酰胺(DMF)增加时，化合物的荧光发射光谱分别出现了130 nm(LDQ-N)，102 nm(LDQ-C_4)，104nm(LDQ-C_8)和106nm(LDQ-C_(12))的红移，即溶剂致变色现象。通过密度泛函理论计算，证实了该现象是由分子内电荷转移(ICT)效应引起的。另外，四种化合物都表现出良好的蓝移的压致变色行为。通过粉末X射线衍射实验(PXRD)对其分析，探究了化合物的压致变色行为与其分子堆积方式之间的关系。以上研究结果为有机压致变色材料的设计提供了一条新的途径，也为设计基于吡喃酮母体结构的环境响应探针材料提供了一定的参考^[7]。

参考文献

[1]陈秋云.乙酰乙酸乙酯法合成2,6-二甲基-γ-吡喃酮工艺研究[D].湘潭大学,2013.DOI:10.7666/d.D351382.

[2]段正康,陈秋云,曾航日,等.一种高纯度2,6-二甲基-γ-吡喃酮的制备方法:CN201210224698.6[P].

[3]冯才伟,郭鑫.氯羟吡啶抗原合成和多克隆抗体制备.中国畜牧兽医,2011,(04):173-176.

[4]Kim B,et al.Study toward the Total Synthesis of Forskolin(II): Synthesisof the Epoxy-trien as the Key Intermediates.Bull.Korean Chem.Soc.1997,18(11):1139-1141.

[5]黄小波,钱乐彬,吴华悦,等.二氰基亚甲基-4H-吡喃衍生物及其制备方法与用途:CN201710627538.9[P].

[6]山边崇史,西嶋佳孝,安江秀国.光致抗蚀剂剥离剂组合物:CN200880016012.6[P].

[7]刘东琦.基于吡喃酮-咔唑结构的新型压致变色材料的合成与表征[D].天津大学.