烯醇,指羥基連接在雙鍵碳上的不飽和醇,這種結(jié)構(gòu)類型被稱為烯醇型結(jié)構(gòu)。在這個結(jié)構(gòu)里,烯醇的羥基氧原子與雙鍵構(gòu)成p-π共軛體系。烯醇型結(jié)構(gòu)非常不穩(wěn)定,通常異構(gòu)化為醛型結(jié)構(gòu)。只有在某些特殊結(jié)構(gòu)的化合物中,烯醇型結(jié)構(gòu)才能穩(wěn)定存在。
定義
碳碳雙鍵與羥基直接相連:C=C-OH一般烯醇結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,極易轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="/hebeideji/7158659993003687948.html">羰基:C-C=O;但在雙鍵構(gòu)成了共軛之類穩(wěn)定的體系時(如苯酚),或可構(gòu)成五元或六元環(huán)時(如乙酰乙酸乙酯),烯醇結(jié)構(gòu)可以作為一種穩(wěn)定的共振結(jié)構(gòu)存在。
研究
對于一些人來說,沒有什么事情比在星空下的沙灘上點起篝火或者冬日里在家中生起爐火,在溫暖中昏昏欲睡感覺更美妙了。這次,科學(xué)家要徹底研究火,從化學(xué)角度理解火焰之謎。
科學(xué)家在火中發(fā)現(xiàn)了新的化合物。美國科技中心視頻新聞12月16日在該網(wǎng)站通過視頻介紹了科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)破解了關(guān)于火的一些奧秘,并有可能幫助人們找到更清潔的燃料。
克雷格·塔提耶是在加利福尼亞州一個國家實驗室專門研究燃燒的化學(xué)家,他解釋說,研究燃燒這一化學(xué)反應(yīng)對設(shè)計出新的設(shè)備,以減少污染物排放有重要作用。
發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)
科學(xué)家研究火已有150多年,第一次在火里發(fā)現(xiàn)烯醇。在乙烯燃燒的火焰中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這種化合物。塔提耶說,他們感到吃驚,因為此前從未在火焰中發(fā)現(xiàn)這種分子,在火焰的模式圖中也沒有這樣的描述。人們很早就認(rèn)識了火焰中存在的酮類化合物,這種化合物和烯醇質(zhì)量相同,因此人類一直沒能在火中發(fā)現(xiàn)烯醇。
他還說:“我們非常了解燃燒,然而在一些細(xì)微之處也的確存在空白。燃燒是極為復(fù)雜的過程,在一團小小的火焰中也有幾百種物質(zhì),它們相互發(fā)生著數(shù)以千計的化學(xué)反應(yīng)。”
污染聯(lián)系
塔提耶和來自不同國家的科學(xué)家組成研究小組,他們將燃燒過程中的上千種化學(xué)反應(yīng)分類,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)火焰中都含有烯醇,從技術(shù)上可以將它歸入醇類化合物。塔提耶認(rèn)為這類化合物可能和污染存在聯(lián)系。“它們是汽車排放的尾氣形成過程中的重要介質(zhì),”塔提耶解釋說,“幾乎所有的燃燒過程從一開始就含有碳,結(jié)束時形成最終物質(zhì)二氧化碳和水。木頭燃燒是這樣的,煤、原油、汽油燃燒也是這樣的。同時還有一些微量的化合物,生成其他的污染物。”
據(jù)《探索》雜志報道,塔提耶用一種特殊設(shè)計、叫做同步加速器的高能輻射探測器分析了不同燃料總共14種火焰類型,分析出火中不同的化學(xué)反應(yīng)過程。使用這個設(shè)備不僅能識別出火焰中的分子包含什么原子,還能夠看清這些原子是怎樣結(jié)合在一起的。這樣,人們就可以辨別出包含相同的原子的不同分子。首先,一個防火的石英圓錐體將燃燒產(chǎn)生的氣體抽入與之相連的真空容器內(nèi)。然后,用一束強輻射線照射,氣體中的一些成分因此帶電,隨即被探頭發(fā)現(xiàn),塔提耶就是這樣發(fā)現(xiàn)了烯醇。
改進(jìn)引擎污染
他說:“我們從火焰的任一部分提取出分子,經(jīng)過質(zhì)量分光計分析,實質(zhì)就是根據(jù)分子的質(zhì)量判定是什么分子。”但是當(dāng)分子質(zhì)量相當(dāng)時,就像烯醇和酮類化合物,科學(xué)家就得用射線照射分子,看看這些分子攜帶電子的緊密程度。同步加速器中的一個金屬盤將分子打向一個帶電極的探頭。塔提耶根據(jù)帶電分子到達(dá)電極所用的時間判斷出是什么分子。
這一新的認(rèn)識或許能幫助人們設(shè)計新的引擎,減少污染物的排放,讓天空更藍(lán),更清澈。
塔提耶最后說,烯醇還存在于星際空間,更多地了解烯醇也能幫助科學(xué)家認(rèn)識星際空間的物質(zhì)存在形式。
穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
有幾種特別穩(wěn)定的烯醇,他們或有特殊的穩(wěn)定性,使其碳碳雙鍵要比一水碳酸鈉雙鍵穩(wěn)定;或有烯二醇的結(jié)構(gòu),使其雙鍵穩(wěn)定;或有多個強吸電子基,使α位碳負(fù)離子及其穩(wěn)定。
苯酚、方酸、1,1,1-三-2,4-戊二酮都是有這樣性質(zhì)的化合物,維生素c中有烯二醇的結(jié)構(gòu),也是穩(wěn)定的烯醇。
應(yīng)用領(lǐng)域
烯醇及其衍生物在有機化學(xué)中的應(yīng)用十分廣泛,常作為親核試劑使用,常與可作為親電試劑的羰基化合物一起使用發(fā)生羥醛縮合完成碳碳鍵偶聯(lián)。
形成過程
一般在有機合成中,并不會直接分離提純烯醇,而是作為一個反應(yīng)的中間體立即參與反應(yīng)或以如烯醇鹽、烯醇醚等烯醇的衍生物得到。最主要的方式是通過酮在酸性或堿性下向烯醇的互變得到。
以此類方法得到的烯醇往往會立即參加后續(xù)反應(yīng),并不能分離。但有時可以通過一些特殊操作使其穩(wěn)定,比如將其變成烯醇硅醚,以實現(xiàn)更可靠的交叉縮合。
其他方法可以由親核試劑對αβ不飽和羰基化合物和親核試劑反應(yīng),如Baylis-Hillman反應(yīng),或?qū)Ζ聋u代基化合物的還原得到,如Reformatsky反應(yīng)。
衍生物
在交叉縮合時,為了達(dá)到一些特定的選擇性,會使用一些烯醇衍生物,如烯醇硅醚、氮雜烯醇、烯胺等。此外,硝基和氰基的陰離子以及wittig試劑??與烯醇負(fù)離子也有相似的性質(zhì),也可以認(rèn)為是烯醇的衍生物。這些衍生物都是在有機化學(xué)中重要的親核試劑,廣泛用于構(gòu)建碳碳鍵,并衍生出大量的人名反應(yīng)。
反應(yīng)種類
烯醇于其衍生物所參與的反應(yīng)復(fù)雜、繁多,這里列舉一些經(jīng)典的、簡單的反應(yīng)。
最經(jīng)典的羰基化合物之間的縮合:aldol縮合(羥醛縮合)??。
烯醇的共軛加成:Michael加成。
烯醇的反應(yīng):Claisen酯縮合。
Mannich反應(yīng):Mannich反應(yīng)。
成環(huán)的反應(yīng):Robinson增環(huán)
其他還有Perkin反應(yīng)、Knoevenagel反應(yīng)、Darkin反應(yīng)??等。
應(yīng)用
一、母豬誘產(chǎn)
采用氯前列烯醇2支,含量為0.2rag/支,母豬孕期的112d中午12時肌肉注射,母豬于第二天的8時到12時分娩。降低了管理難度,提高了仔豬成活率,應(yīng)用幾年來未見有明顯的毒副作用。
二、用于催情
1.后備母豬8個月齡以上不發(fā)情,肌肉注射氯前列烯醇0.2mg,3~4d發(fā)情即可配種。2.經(jīng)產(chǎn)母豬斷奶后不發(fā)情,以初產(chǎn)母豬多見,注射氯前列烯醇(0.4~0.5mg),在4~6d發(fā)情,建議此次發(fā)情暫不配種,再有18~21d到下一個自然發(fā)情期時配種效果較好。在實際工作中我們建議已實施的做法是孕期112天注射1次,產(chǎn)后第2天注射1次氯前列烯醇取得令人滿意的效果,不但能誘導(dǎo)產(chǎn)仔,防子宮炎、陰道炎,還能促進(jìn)泌乳。
三、治療母豬遲產(chǎn)
有些母豬孕期超過115d,甚至120d不見產(chǎn)仔,我們用氯前列烯醇2支(0.4mg)2~3d時產(chǎn)下死胎、木乃伊胎、干尸化兒等。
四、治療子宮炎、子宮積膿
用氯前列烯醇1.5支到2支(0.3~0.4rag)肌肉注射,24-~48h可排出子宮積液、積膿療效顯著。
用此藥時一定記準(zhǔn)孕期,以免造成早產(chǎn)或者流產(chǎn)。前列烯醇對黃體有溶解作用,其作用是直接控制細(xì)胞合成黃體胴,選擇性的收縮進(jìn)入黃體的血管,使黃體缺血退化。在用于誘產(chǎn)時效果確實,在用于治療子宮炎、子宮積膿時減少了用藥品種、次數(shù),免于沖洗,子宮內(nèi)用藥等麻煩。
參考資料 >