Meldrumin happo

Meldrumin happo eli 2,2-dimetyyli-1,3-dioksaani-4,6-dioni (C6H8O4) on heterosyklisiin dilaktoneihin kuuluva orgaaninen yhdiste. Yhdistettä käytetään yleisesti reagenssina orgaanisen kemian synteeseissä.

Rakenne ja ominaisuudet 

Ensimmäisen kerran Meldrumin happoa syntetisoi Andrew Norman Meldrum vuonna 1908 asetonin ja malonihapon välisellä reaktiolla Meldrum arveli syntetisoimansa yhdisteen rakenteen olevan β-hydroksi-isopropyylimalonihapon β-laktonin. Vuonna 1948 David Davidson ja Sidney Bernhard osoittivat yhdisteen todellisuudessa kuitenkin olevan 2,2-dimetyyli-1,3-dioksaani-4,6-dionia perustuen tarkempaan tietämykseen yhdisteen reaktiivisuudesta.

Meldrumin happo on huoneenlämpötilassa väritöntä kiteistä ainetta. Yhdiste liukenee hyvin sekä veteen että poolisiin orgaanisiin liuottimiin. Meldrumin happo on laktoniksi poikkeuksellisen voimakas happo ja sen pKa-arvo vesiliuoksessa on 4,83 eli sen on vahvuudeltaan etikkahapon luokkaa. Eritysen poikkeukselliseksi tämän tekee se, että protonin luovuttaa hiiliatomi. Meldrumin happo esiintyy neutraalissa muodossa venekonformaatiossa ja esteriryhmät sijaitsevat syn-asemassa toisiinsa nähden eli samaan sunntaan molekyylitasoon verrattuna. Yhdisteen deprotonoituessa tapahtuu konformaation muutos, joka on energeettisesti edullinen johtuen suotuisammista vuorovaikutuksista eri molekyyliorbitaalien välillä ja anomeerisesta efektistä.

Valmistus ja käyttö 
Meldrumin happoa voidaan valmistaa malonihapon ja asetonin välisellä reaktiolla etikkahappoanhydridin läsnä ollessa. Yhdistettä voidaan syntetisoida myös dietyylimalonaatista kaksivaiheisella reaktiolla tai isoprenyyliasetaatista rikkihapon avulla.

Meldrumin happo on hyödyllinen molekyyli orgaanisen kemian synteeseissä erityisesti kaksi tai kolme hiiliatomia sisältävänä niin kutsuttuna syntonina. Yhdiste reagoi muun muassa Knoevenagel-kondensaatiolla ja sen voidaan alkyloida tai asyloida. Alkyloitujen tai asyloitujen Meldrumin hapon johdannaisten reaktio alkoholien kanssa on kätevä tapa muodostaa malonihapon monoestereitä ja β-ketoestereitä. Lisäksi yhdiste soveltuu monien heterosyklisten yhdisteiden synteesiin ja siitä on syntetisoitu erityisesti pyridiini-, pyridoni-, pyrimidiini- ja triatsiinijohdannaisia. Melrumin hapon ja sen johdannaisten pyrolyysissä muodostuu keteenejä, jotka ovat myös hyödyllisiä synteessisen kemian välituotteita.

Lähteet 

Laktonit