2-pyron

2-pyron (ook wel α-pyron of pyran-2-on) is een onverzadigde organische verbinding met de formule C₅H₄O₂. Het is een isomeer van 4-pyron.

2-pyron
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van 2-pyron
Algemeen
Molecuulformule	C5H4O2
IUPAC-naam	2H-pyran-2-on
Andere namen	α-pyron, 2-pyranon, pyran-2-on
Molmassa	96,085 g/mol
SMILES	O=C\1O\C=C/C=C/1
InChI	1/C5H4O2/c6-5-3-1-2-4-7-5/h1-4H
CAS-nummer	504-31-4
PubChem	68154
Wikidata	Q209475
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vloeibaar
Kleur	donkerbruin
Dichtheid	1,197 g/cm³
Smeltpunt	8,5 °C
Kookpunt	207,5 °C
Vlampunt	(gesloten vat) 94 °C
Brekingsindex	1,53[1]
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Synthese

2-pyron kan uit appelzuur (2-hydroxybutaandizuur) onder invloed van geconcentreerd zwavelzuur worden gesynthetiseerd. De reactie verloopt, hoewel als one-pot-reactie uitgevoerd, in twee stappen. Vermoedelijk wordt daarbij eerst koolstofmonoxide afgesplitst, waarbij formylazijnzuur ontstaat. Vervolgens reageren twee moleculen van dit zuur, na enolvorming, tot coumalinezuur, dat vervolgens onder uitstoting van koolstofdioxide in 2-pyron overgaat.^[2]

Synthese van 2-pyron

In een nieuwere synthese wordt 2-pyron direct uit koolstofdioxide met ethyn bereid. Onder invloed van een katalysator op basis van een overgangsmetaal (titanium, kobalt of palladium) wordt via een [2+2+2]-cycloadditie 2-pyron gevormd:^[3]

${\displaystyle \mathrm {\ 2\ HC{\equiv C}H+\ CO_{2}\ {\xrightarrow {(ML_{n})}}\ C_{5}H_{4}O_{2}} }$

Toepassingen

2-pyron wordt in de organische synthese vaak als bouwsteen gebruikt in de synthese van complexere verbindingen, voornamelijk vanwege zijn vermogen tot cycloadditie-reacties, waarbij bicyclische lactonen ontstaan. Het ondergaat bijvoorbeeld heel makkelijk Diels-Alder-reacties met alkynen, waarna - onder uitstoten van koolstofdioxide - gesubstitueerde benzeen-derivaten ontstaan.^[4]

Derivaten

De meest voorkomende natuurlijke producten die een 2-pyraanstructuur als bouwsteen hebben zijn de bufanolides en de kavalactonen.

Oxovitisine A, een pyranoanthocyanine dat in wijn voorkomt, bevat ook een 2-pyron-structuur.

6-pentyl-2-pyron (6PP) is een derivaat van 2-pyron, dat in dierenvoeding en verhit rundsvlees voorkomt.^[5] De verbinding wordt ook langs natuurlijke weg gemaakt door Trichoderma-soorten.^[6]

Derivaten van 2-pyron spelen een rol als signaalmolecuul in bacteriële communicatie, vergelijkbaar met quorum sensing.^[7]

Bronnen, noten en/of referenties

1. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-448.
2. L. F. Fieser, M. Fieser; In: Lehrbuch der organischen Chemie, 3. Auflage, Verlag Chemie, 1957, S. 943.
3. Shibata,Tsuchikama:. Biomol. Chem. 2008, 6, 1317–1323.
4. Woodard BT, Posner G H (1999). Recent Advances in Diels-Alder Cycloadditions Using 2-Pyrones. Advances in Cycloaddition 5: 47–83.
5. 6-Amyl-2-pyron in PubChem. Gearchiveerd op 17 mei 2023.
6. Ramos, Aline de Souza, Fiaux, Sorele Batista, Leite, Selma Gomes Ferreira (2008). Production of 6-pentyl-α-pyrone by trichoderma harzianum in solid-state fermentation. Brazilian Journal of Microbiology 39 (4): 712. PMID 24031295. PMC 3768464. DOI: 10.1590/S1517-83822008000400022.
7. Brachmann, Alexander, Brameyer, S., Kresovic, D. (14 July 2013). Pyrones as bacterial signaling molecules. Nature Chemical Biology 9 (9): 573–578 (Nature Publishing Group). PMID 23851573. DOI: 10.1038/nchembio.1295.