什么是(S)-(-)-2-羧基环丁胺？ 介绍 (S)-(-)-2-羧基环丁胺，也称为(S)-环丁烷乙酸胺或(S)-2-氨基-2-羧基环丁烷，是一种有机化合物，化学式为C5H9NO2。它是一种手性氨基酸衍生物，具有环丁烷环结构和一个羧基和一个氨基功能团。它在生物化学和医药领域中可能作为合成中间体或催化剂的配体。 图一 (S)-(-)-2-羧基环丁胺 合成 在0℃下，向叔丁基 L-氮杂替丁-2-羧酸盐（1.57 g，10.0 mmol）在DCE（10 mL）中的溶液中加入水（10 mL）。将反应混合物在室温下搅拌6小时。在0℃下小心加入。冷冻干燥后，得到淡棕色固体化合物(S)-(-)-2-羧基环丁胺（1.01g，定量）；熔点216-218°C（光照，5熔点210°C）；[α] D20-117.0（c 0.1，H2O）{升，5[α]D24-107.6（c 3.1，H2O）}；1H NMR（D2O）δ2.29-2.51（1H，m，H-a），2.69-2.85（1H，m，H-b），3.54-3.83（2H，m，H），4.39-4.51；13C-NMR（D2O）δ23.1、42.1、58.4、172.1[1]. 图二 (S)-(-)-2-羧基环丁胺的合成 在氮气气氛下，将二恶烷（3mL）加入到（S）-4-邻苯二甲酰亚胺-2-羟基丁酸（1.0g）中。在搅拌下向混合物中加入亚硫酰氯（2.5 g），并在40°C下搅拌混合物一小时。然后向混合物中加入吡啶（0.06 g），并在40°C下进一步搅拌15小时，得到二恶烷和（R）-4-邻苯二甲酰亚胺-2-氯丁酰氯的溶液。将溶液置于冰浴中，然后在搅拌下加入水（5mL）。在室温下用乙酸乙酯萃取溶液。用盐水溶液洗涤所得有机溶液，并用芒硝干燥。将所得的含有乙酸乙酯的溶液在减压下浓缩以回收（R）-4-邻苯二甲酰亚胺-2-氯丁酸。向化合物中加入甲醇（9mL）。在搅拌下向混合物中加入80%水合肼（0.5g），并将混合物在40°C下搅拌过夜。然后在搅拌下向溶液中加入水（6mL），并向溶液中添加47%硫酸（3mL）。将混合物在室温下搅拌三小时，过滤沉淀物。将滤液减压浓缩，得到（R）-4-氨基-2-氯丁酸水溶液。然后将溶液置于冰浴中，向溶液中加入氢氧化钠水溶液（400g/L），以将溶液的pH值调节至2.0。向溶液中加入水，得到约30g溶液。在搅拌下将所得溶液加热至约80°C。向溶液中加入氢氧化镁（0.20 g），搅拌10小时，得到（S）-氮杂环丁烷-2-羧酸水溶液。溶液自发冷却至室温。在搅拌下加入碳酸钠（0.43g）和DIBOC（0.90g），并将混合物进一步搅拌过夜。向溶液中加入盐酸（6N），以将溶液的pH值调节至2.0。所得混合物用乙酸乙酯萃取三次。所得有机溶液用饱和盐水溶液洗涤，并用硫酸钠干燥。然后除去混合物中的溶剂以回收(S)-(-)-2-羧基环丁胺（0.32g）（产率41%，光学纯度87.1%e.e.）[2]. 图三 (S)-(-)-2-羧基环丁胺的合成2 参考文献 [1]TAKAISHI, TOMOHIRO, WAKISAKA, KYOSUKE, VAVRICKA, CHRISTOPHER J., et al. MULTIGRAM-SCALE AND COLUMN CHROMATOGRAPHY-FREE SYNTHESIS OF L-AZETIDINE-2-CARBOXYLIC ACID FOR THE SYNTHESIS OF NICOTIANAMINE AND ITS DERIVATIVES[J]. Heterocycles: An International Journal for Reviews and Communications in Heterocyclic Chemistry,2018,96(12):2126-2134. [2]KONDO ,TAKESHI,UEYAMA , et al.VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON OPTISCH AKTIVER AZETIDIN-2-CARBONS?URE[P].EP02758805,2005-04-20.查看更多
如何制备苯基氯化镁？ 制备苯基氯化镁是一项重要的化学反应，通过精准的实验步骤，可以获得高纯度的苯基氯化镁，从而为后续的化学反应奠定基础。 背景： 苯基镁卤化物广泛用于将苯基引入有机和有机元素化合物的分子中。尽管苯基镁溴化物的反应性比苯基氯化镁高，制备也更简单，但使用后者更为可取。这是因为初始芳基卤化物的成本要低得多，而且可用性更高，而苯基氯化镁 发生 Wurtz 反应的倾向性较低。乙醚是制备格氏试剂最常用的溶剂；然而，氯苯与镁在这种溶剂中的反应进行得非常缓慢，因此将其用于制备是不合适的。一般来说，苯基镁氯化物的合成是使用具有更高供体能力的溶剂四氢呋喃和乙基溶纤剂进行的；然而，它们的使用受到高成本、火灾风险和爆炸危险的限制。在烃类中添加供体溶剂合成这些格氏试剂的方法被广泛使用，特别是在氯苯中添加四氢呋喃制备苯基氯化镁。苯基氯化镁可以通过在高压釜中在 160-170℃ 下将镁与过量氯苯反应获得，产率约为 70%；然而，这种方法在工业上的适用性很差。当使用氯苯和乙基溴的混合物时，辅助法也有助于合成苯基氯化镁；然而，该化合物的产率仅为 39%。 如何制备苯基氯化镁——改进方法： 1. 方法一 龙智等人报道了 一种苯基氯化镁的制备工艺。该制备工艺中，以氯苯或氯苯与溶剂 A及溶剂B的混合液为第一原液，以溶剂A及溶剂B的混合液为第二原液，以镁屑和引发剂混合为第三原液；先将部分第一原液投入反应釜内与第三原液混合，于一定温度下引发反应，于90-110℃同时滴加部分第一原液和第二原液，再于85-95℃、2-3h内同时滴加入剩余的第一原液和第二原液，保温反应得到高收率的产物苯基氯化镁溶液。下图为实验装置图： 图中： 1—反应釜；2—镁屑投加料斗；3—第一原液计量罐；4—第二原液计量罐；5—外置循环泵；6—挡板；7—罐用喷射式混合器。 具体步骤如下： （ 1） 以氯苯作为第一原液，甲苯和四氢呋喃的混合液（质量比为 5:5）作为第二原液，其中氯苯与四氢呋喃的摩尔比设定为1:2.1。第三原液由镁屑和引发剂组成，其中镁屑与第一原液中氯苯的摩尔比为1.05:1。引发剂为苯基氯化镁溶液，其溶剂为甲苯和四氢呋喃，溶液体积为第一原液体积的20%。苯基氯化镁在此溶液中的质量浓度为25%，而甲苯与四氢呋喃的质量比为5:5。 （ 2） 将第三原液在反应釜中加热至 75℃，然后加入10wt%的第一原液以启动反应。在反应釜的转速设为100rpm、温度保持在100℃的条件下，持续5小时滴加剩余第一原液的50wt%和第二原液的60wt%。接着，将反应釜的搅拌转速调整至125rpm，在95℃下继续滴加剩余的第一原液和第二原液，时间为2小时。滴加完成后，启动外置循环泵进行循环，循环管的出液口应位于反应釜液面以下，并配有喷射式混合器。保持反应温度在85℃下保温2小时，最终得到高收率的苯基氯化镁溶液。取样送检后，测得氯苯的转化率为99.89%，苯基氯化镁的收率为99.26%。 2. 方法二 周留扣等人报道了一种苯基氯化镁连续生产工艺， 连续合成装置包括干燥器 1、溶剂混合釜2、混合溶剂储罐3、镁屑加料器4、冷凝器5、一级反应釜6、二级反应釜7、反应液降温釜8、苯基氯化镁储存罐9和氯苯添加通道10，干燥器1、溶剂混合釜2、混合溶剂储罐3、一级反应釜6、二级反应釜7、反应液降温釜8、苯基氯化镁储存罐9通过管道依次相连，镁屑加料器4出料口连接在一级反应釜6的进料口上，氯苯添加通道10出料口连接在一级反应釜6的进料口上。 实验步骤包括： （ 1） 将 2600升甲苯和四氢呋喃的混合溶剂（体积比为1:1，含水量低于0.2%）加入10000升反应釜中，并加入360公斤镁屑，升温至60℃。随后，缓慢以250升/小时的速度滴加氯苯以启动反应。经过1小时的引发阶段后，再将剩余的2600升甲苯和四氢呋喃混合溶剂加入反应釜中，继续以300升/小时的速度滴加氯苯，整个滴加过程持续4至5小时，直到1300升氯苯完全加入。与此同时，将温度缓慢升高至90-93℃，并保持此温度2小时。反应结束后，取样分析氯苯含量应低于1%。随后，迅速降温至30℃，停止搅拌，让镁屑沉降。最后，从上部抽取反应液，转入下一步骤。整个操作过程，从投料到转料完成，共耗时12小时。 （ 2） 根据上述方法，通过间歇反应在一级反应釜 6和二级反应釜7中生产两批苯基氯化镁合格反应液。操作过程中需维持反应温度在95℃。每小时按照甲苯和四氢呋喃（体积比1:1，含水量低于0.2%）的混合溶剂，氯苯和镁屑的进料比例为1200L：300L：75kg。反应过程中的温度应控制在95-100℃范围内，并进行24小时的连续反应。反应结束后，从二级反应釜的出口取样，测得氯苯含量为GC：0.62%。 参考： [1]浙江万盛股份有限公司. 一种苯基氯化镁的制备工艺. 2023-11-10. [2]江西省驰邦药业有限公司. 三苯基磷中间体苯基氯化镁的连续合成装置及方法. 2020-09-18. [3]Grinberg E E, Rakhlin V I, Petrova A A, et al. Synthesis of phenylmagnesium chloride in hydrocarbons[C]//Doklady Chemistry. Nauka/Interperiodica, 2007, 412: 22-23. [4]Gilman H, St. John N B. The preparation of phenylmagnesium chloride[J]. Recueil des Travaux Chimiques des Pays‐Bas, 1930, 49(8): 717-723. [5]https://patents.google.com/patent/US2816937A/en [6]Simuste H, Panov D, Tuulmets A, et al. Formation of phenylmagnesium halides in toluene[J]. Journal of organometallic chemistry, 2005, 690(12): 3061-3066. 查看更多
如何制备2-溴-2-硝基丙烷? 2-溴-2-硝基丙烷是一种烷烃衍生物，可以通过2-硝基丙烷溴代反应得到。 制备方法 方法一 在氩气氛下，将搅拌的氢氧化钾（1.123g，20mmol）的甲醇（80ml）溶液或二恶烷/水（70:30; 80ml）溶液中加入硝基烷烃（20mmol）的甲醇溶液（20ml或在纯二恶烷（20ml））中，在室温下通入氩气5-10分钟；然后一次性加入N-氯-或N-溴代亚苄基酰亚胺（24mmol）。反应放热，黄色硝酸盐溶液立即漂白。在室温下继续搅拌。然后蒸发部分溶剂，加入100ml水，用5％盐酸调节pH至6-7，然后用二氯甲烷（3×20ml）萃取，合并的萃取液用水（2×20ml）洗涤，用无水硫酸钠干燥，蒸发后得到几乎纯净的2-溴-2-硝基丙烷。通过硅胶柱色谱（戊烷/乙醚或二氯甲烷），蒸馏或从甲醇中结晶得到分析纯的化合物。收率为90％。熔点为33-35℃；红外光谱（CHCl 3 ）v [cm -1 ] :(纯）：1550（NO 2 ）；核磁共振氢谱（CDCl 3 ）α[ppm]：2.28（s，6H，2CH 3 ）。 方法二 Smirnov等人报道了利用2,2-二硝基丙烷制备2-溴-2-硝基丙烷的方法。 主要参考资料 [1] Amrollah-Madjdabadi A , Beugelmans R , Lechevallier A . A Convenient Method For The Preparation of gem-Halonitro Compounds[J]. Cheminform, 1986, 1986(10):828-830. [2] SMIRNOV G. A, VASIL'EV A. M, LUK'YANOV O. A. Unusual reaction of nitroso compounds with the bis(aminooxy)methane/dibromoisocyanurate system[J]. Bulletin of the Academy of Sciences of the Ussr Division of Chemical Science, 1991, 40(12):2523-2524. 查看更多
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