3-甲基戊烷的理化性质和应用转化

3-甲基戊烷，英文名为3-methyl-Pentane,，常温常压下为无色透明易挥发液体。3-甲基戊烷属于烷烃类化合物，可用作有机合成和医药化学中间体，用于化学分子合成以及生物活性分子的修饰。此外，3-甲基戊烷还可用作有机溶剂参与有机化学反应，也用于基础实验化学研究。

溶解性

3-甲基戊烷能溶于常见的有机溶剂例如乙酸乙酯，二氯甲烷等等。此外，3-甲基戊烷在低极性和非极性的醚类溶剂和石油醚中也有一定的溶解性，但是3-甲基戊烷不溶于水和水混合物会分层。

应用转化

3-甲基戊烷还可用作有机溶剂参与有机化学反应，也可以作为化学试剂参与化合物的官能团化反应。3-甲基戊烷常常在有机化学碳氢键活化领域用作反应底物考察反应的普适性。

图1 3-甲基戊烷的应用转化

在一个5毫升的烧瓶中配备一个回流冷凝器和一个八角形的磁性搅拌棒，向烧瓶中加入Rh2L4（0.002毫摩尔，4毫克，1摩尔%），并通过真空/氩气处理，将烧瓶中的空气换成氩气。加入3-甲基戊烷（0.6毫摩尔，52毫克，3当量）和蒸馏的二氯甲烷（0.5毫升），在氩气下将反应混合物加热至回流（39℃）反应5分钟，然后将重氮（0.2毫摩尔，65毫克，1.0当量）溶解在3毫升蒸馏的CH2Cl2中，在回流条件和氩气环境下，用注射泵在6小时内将重氮溶液滴加到催化剂溶液中，用0.5mL蒸馏CH2Cl2来稀释注射器针头中剩余的重氮，将重氮溶液滴加到反应液中，将注射器针头中剩余的重氮溶液推入反应溶液中。让反应混合物搅拌反应1分钟，然后将反应混合物转移到一个25毫升的圆底烧瓶中，然后加入乙醚（5毫升×3），在真空下浓缩。通过硅胶柱色谱法（己烷/二乙醚=65/1）分离提纯粗品，得到产品。[1]

图2 3-甲基戊烷的应用转化

将2-亚苄基丙二腈（30.8毫克）和10-甲基-9-均三甲苯基吖啶高氯酸盐（51毫克，0.124毫摩尔，2摩尔%）的CH2Br2溶液（25毫升）装入装有磁力搅拌棒的100毫升圆底烧瓶中，然后向该混合物中加入3-甲基戊烷（2毫摩尔，260微升）（总体积28.5毫升），在室温下搅拌该混合物1分钟，将得到的混合物转移到流微管反应器中，在这个反应器中配备81W蓝色LED灯带。用水浴控制温度至50℃，并在这个温度下搅拌反应24小时。反应完成后，抽出反应器中的溶液，然后用60mL的DCM清洗产物，所得的滤液在真空下浓缩，最后用硅胶柱色谱法提纯残余物即可得到目标产物分子。[2]

图3 3-甲基戊烷的应用转化

在一个干燥的反应烧瓶中，加入二硫化物（1.0当量，0.25毫摩尔，91毫克）、过硫酸铵（2.0当量，0.5毫摩尔，114毫克）、3-甲基戊烷（20.0当量，5毫摩尔）在二氯甲烷（500µL）和水（300µL）的混合物，用螺旋盖管密封住反应体系。所得的反应混合物在400nm，5W的LED照射下反应15小时。反应进度用TLC点板监测反应进度。反应结束后，用石油醚/EtOAc（2/1，3×10 mL）萃取反应混合物，分离出有机层并在减压下浓缩合并的有机层。最后通过柱色谱法（己烷/EtOAc，40/1.Rf 0.33）净化残留物即可得到满目标产物分子。[3]

储存条件

3-甲基戊烷化学性质较为稳定，正常情况下不会分解。但是3-甲基戊烷的沸点只有64度，具有较强的挥发性，长时间敞口放置容易挥发。因此，3-甲基戊烷需要密封保存在低温且干燥的环境中。

参考文献

[1] Liao, Kuangbiao et al Nature (London, United Kingdom), 551(7682), 609-613; 2017

[2] Jia, Penghao et al Chem, 6(7), 1766-1776; 2020

[3] Panferova, Liubov I. et al Angewandte Chemie, International Edition, 60(6), 2849-2854; 2021