氯甲酸氯乙酯是一种化学物质,具有无色或浅色透明油状液体的特点,呈刺激性臭味,不溶于水,但可溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿。该物质具有毒性和腐蚀性。它的分子式为C3H4Cl2O2,分子量为142.9687,熔点为-65℃,沸点为118-119℃,密度为1.325g/mLat 25°C,蒸气压为3.25 psi (20 °C)[1]。
氯甲酸氯乙酯主要用于有机合成,可作为合成原料合成物质或脱苄试剂。
合成原料方面,氯甲酸氯乙酯可用于合成Trk激酶抑制剂关键中间体—3,5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑。该合成方法相比原有的制备方法更低廉易得,合成反应也更简单且易控制,无需使用剧毒的氰化物[2]。此外,它还可用于硫酸艾沙康唑鎓的关键中间体N-甲基-N-[3-[[(N-叔丁氧羰基-N-甲胺基)乙酰氧基]甲基]吡啶-2-基]氨基甲酸(1-氯乙基)酯的合成[3]。
脱苄试剂方面,氯甲酸氯乙酯可用于芬太尼类化合物的合成研究中,通过脱苄反应对前体进行修饰。与传统的催化氢化方法相比,氯甲酸氯乙酯的脱苄方法更简便,后处理也更容易[4]。
[1]李飞.氯甲酸氯乙酯中毒事故一起[J].中华劳动卫生职业病杂志, 2011, 29(1):1.DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9391.2011.01.011.
[2]张丹君,许亚文,谢蓉蓉,等.Trk激酶抑制剂关键中间体的合成工艺改进[J].广东药学院学报, 2019, 035(004):498-500.
[3]陈华,杨森,姚凯,等.硫酸艾沙康唑鎓关键中间体的合成[J].中国医药工业杂志, 2018, 49(12):4.DOI:10.16522/j.cnki.cjph.2018.12.007.
[4]舒浪,田琦峰,邵开元,等.哌啶母核结构的化合物非催化氢化脱苄研究[C]//全国"公共安全领域中的化学问题"暨危险物质与安全应急技术研讨会.0.
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯的外观为透明淡黄色液体,具有一定的挥发性和刺激性气味。氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯在常温下较为稳定,但在高温或与水接触时会发生分解,产生有毒气体。因此,在储存和使用时需特别注意其安全性。总之,氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯作为一种重要的有机化合物,在有机合成、医药中间体、气相色谱/质谱分析等领域发挥着重要作用。然而,由于其具有一定的毒性,在使用过程中必须高度重视安全性问题。未来,随着科学技术的不断发展,相信氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯的应用领域将会更加广泛,但同时也需要不断探索更加安全、环保的合成和使用方法,以保障人类健康和环境安全[1-2]。
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯的性状
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯具有一系列显著的化学性质。首先,它的密度约为1.539 g/mL(25°C),沸点为171-172°C(lit.),熔点为1°C。这些物理性质为其在实验室和工业应用中的处理提供了重要参考。其次,氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯不溶于水,但可溶于氯仿、乙醇、苯、乙醚等有机溶剂,这为其在有机合成中的应用提供了便利。此外,该化合物的闪点较高,大于100°C,说明其在常温下不易引发火灾或爆炸[2-3]。
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯由于其独特的化学性质,在多个领域都有着广泛的应用。首先,在有机合成中,它被广泛用作选择性酰化和脱烷基化的试剂,可用于区位、化学和立体选择性合成。其次,在气相色谱/质谱分析中,氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯被用作衍生试剂,用于测定血浆、尿液和头发样品中大量苯丙胺相关药物和麻黄碱的含量。此外,在药物合成中,氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯也被用作合成抗癌药物多西紫杉醇的原料,以及在医学或中药研究院校中作为羟基保护基团使用[1-3]。
[1] Amitava D , Jessica S .A rapid novel derivatization of amphetamine and methamphetamine using 2,2,2-trichloroethyl chloroformate for gas chromatography electron ionization and chemical ionization mass spectrometric analysis.[J].American Journal of Clinical Pathology, 1998(5):527-32.
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卡巴胆碱是一种有效的拟胆碱药物,可用于治疗青光眼和产后引起的腹气胀、尿潴留等症状。而氨基甲酸氯乙酯则是卡巴胆碱的合成中间体。
制备氨基甲酸氯乙酯的具体步骤如下:
在一个带有回流冷凝管和电动搅拌器的1000ml四口圆底烧瓶中,加入氯乙醇和氨甲酰化试剂作为原料。在催化剂的存在下,进行一步反应,生成2-氯乙基氨基甲酸酯。反应过程中,将温度升至90℃,并在80-125℃之间进行4小时的反应。随后,将过量的氯乙醇蒸发掉,加入乙醚并进行充分搅拌后过滤。最后,在减压条件下将2-氯乙基氨基甲酸酯蒸发出来,产量为90g,收率为30%。
可以通过以下方法将2-氯乙基氨基甲酸酯与三甲胺反应制备卡巴胆碱:
a) 在溶剂存在下,向2-氯乙基氨基甲酸酯溶液中常压下连续加入三甲胺,反应制得卡巴胆碱;
b) 在溶剂存在下,向2-氯乙基氨基甲酸酯溶液中以液态或溶解在溶剂中的三甲胺一次性加入,常压下反应,制得卡巴胆碱。
c) 将2-氯乙基氨基甲酸酯溶解在溶剂中,投入密闭反应器,将三甲胺以液态或溶解在溶剂中一次性加入反应器,反应制得卡巴胆碱。
d) 将2-氯乙基氨基甲酸酯溶解在溶剂中,投入密闭反应器,向反应器中连续压入三甲胺,反应制得卡巴胆碱。
e) 在密闭反应器中只加入2-氯乙基氨基甲酸酯和三甲胺,反应制得卡巴胆碱。
[1][中国发明]CN94110383.8卡巴胆碱及其中间体氨基甲酸氯乙酯的合成工艺
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯具有多个反应中心,使其具有比一般化合物更为特殊的化学性质。此外,氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯的羰基碳是潜在的手性碳,可以用于合成许多重要的手性化合物,是有机合成中的重要中间体,在农药、医药、光引发剂等领域得到广泛应用。同时,国内对其合成工艺进行了深入研究。
图1 氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯的合成路线
合成氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯的方法如图1所示。首先,在一个配备有机械搅拌器、氮气入口、热电偶和干燥管的烧瓶中加入聚合物P1溶液和吡啶。然后,通过漏斗加入氯甲酸甲酯。反应是放热的,反应物变得更加粘稠。最后,加入NMP稀释反应物,并在室温下在氮气下搅拌过夜。通过沉淀、过滤和真空干燥,可以得到氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯。
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯广泛应用于工业、农业、交通、化工和卫生等部门。它具有防腐、杀菌、防霉等作用,主要用作船舶油漆中的防污涂料,以防止海洋生物的附着和生长。此外,它还被用作稳定剂、防腐剂等,并作为医药中间体应用于医药行业。
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯对水有一定的危害,不应让未稀释或大量产品接触地下水、水道或污水系统。在没有政府许可的情况下,不要将该物质排入周围环境。
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯应储存于阴凉通风的库房,远离火源和热源。包装必须密封,并与氧化剂、酸类、食用化学品、药品等分开存放,避免混合储存。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
[1] 姜慧霞,黄克伟. 氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯合成氯甲酰基重氮乙酸乙酯[J].浙江化工,2001(02):24-25.
[2] Zheng, Shiying; et al. Polymers, polymer membranes and methods of producing the same. World Intellectual Property Organization, WO2011143530 A1 2011-11-17.
氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯作为一种重要的化学物质,在许多领域都有广泛的应用,本文将介绍其不同用途,以期为读者呈现其广泛的应用前景。
简述:氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯,英文名称:2,2,2-Trichloroethyl chloroformate,CAS:17341-93-4,分子式:C3H2Cl4O2,外观与性状:透明淡黄色液体。氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯常用于有机合成中引入三氯乙基氯甲酸酯(Troc)保护基,用于氨基,硫醇和醇。 它容易裂解与其他氨基甲酸酯,可用于整体保护基策略。
应用:
1. 分析葡萄酒中的生物胺
杨静等人建立了气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)分析葡萄酒中8种生物胺(腐胺、尸胺、精胺、亚精胺、酪胺、β-苯乙胺、组胺和色胺)的方法。取0.5 mL葡萄酒样品与0.5 mL 0.2 mol/L碳酸钠溶液以及4 mL二氯甲烷混合,加入20 μL衍生剂氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯和10 μL催化剂三乙胺,于40℃反应10 min进行葡萄酒中生物胺的提取衍生,随后使用HP-5毛细管色谱柱采用升温程序(初始柱温120℃保持1 min,以3℃/min升至270℃,保持1 min)分离目标物并采用GC-ECD进行检测,外标法定量。方法学评价结果表明,8种生物胺的检出限(LOD)为0.2~0.8 mol/L,定量限(LOQ)为0.7~2.0 mol/L,平均加标回收率为91.2%~102.1%,精密度试验结果相对标准偏差(RSD)为1.8%~3.3%。表明该方法具有较高的准确度、精密度和灵敏度。
2. 合成单酰胺化产物化合物
毛海香等人以丁二酸二丁酯为原料,经过缩合、氨化、芳构化合成了单苯环荧光化合物2,5-二氨基-1,4-苯二甲酸丁酯2a。溶液中化合物2a的最大荧光发射峰变化范围为60 nm,即从正己烷中的514 nm到乙二醇中的574 nm。化合物2a在固态下经紫外光照射可发出黄色荧光,其最大发射波长为558 nm,荧光量子产率(Ф)为0.28。采用氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯(TrocCl)将化合物2a的氨基酰化可得到单酰胺化产物化合物2b,固态下可发出绿色荧光,其最大荧光发射峰位于493 nm,Ф为0.13;进一步酰化可得到双酰胺化产物化合物2c,固态下可发出蓝色荧光,其最大荧光发射波长467 nm,Ф为0.7。合成路线如下:
单酰胺衍生物2b的合成具体如下:将2,5-二氨基-1,4-苯二甲酸丁酯2a(0.308 g,1 mmol)溶于二氯甲烷(20 mL)中,加入 DIPEA(0.3 g,2.3 mmol),冰水浴下搅拌。将5 mL TrocCl(0.21 g,1 mmol)的二氯甲烷溶液缓慢滴加到上述溶液中,室温下搅拌0.5 h后,反应液体依次用等量的水、0.1 mol/L的盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液各洗两次,无水硫酸钠干燥,旋蒸后所得产物经柱色谱分离后得到黄绿色粉末状固体,产率72%。
3. 检测出人体毛发中苯丙胺及安定类药物
玛依拉·买买提等人运用气相-质谱联用法建立检测出人体毛发中苯丙胺及安定类药物的方法。建立前处理简便、分离提取率高、灵敏度高、分析速度快的定性定量检测方法。方法具体为:毛发中苯丙胺及安定类药物,在PH10~11的条件下进行用5ml固相萃取微型小柱Extrelut3固相萃取,以SKF525a作为内标,分别以氯甲酸2,2,2-三氯乙基酯(3Clec)和双甲基硅烷三氟乙酰胺(BSTFA)为衍生化试剂,利用HP-5MS极性色谱柱的GC-MS法进行全扫描模式(Full Scan)和选择离子扫描模式(SIM)进行定性定量分析。
4. 合成二甲氧基多西他赛
陈波等人提出了一种全新的二甲氧基多西他赛合成路线,合成路线为:10-脱乙酰巴卡亭Ⅲ(母环)(Ⅱ)与2,2,2-氯甲酸三氯乙酯进行7位和10位的羟基保护反应,得7,10-二(2,2,2-三氯乙氧羰基)-10-脱乙酰巴卡亭Ⅲ(Ⅲ);将Ⅲ与(3R,4S)-3-(1-乙氧乙氧基)-2-氧-4-苯基-吖丁啶羧酸叔丁基酯(Ⅳ)进行缩合,生产化合物N-特丁氧羰基-(2R,3S)-3-苯基-O-(1-乙氧乙基)异丝氨酸7,10-二(2.2.2-三氯乙氧羰基)-10-脱乙酰巴卡亭111-13-酯(Ⅴ);将Ⅴ在锌的醇溶液中酸化脱掉被保护的羟基基团后,与硫酸二甲酯进行甲基化反应得目标化合物(Ⅰ),纯度:99.4%。该合成方法耗时短、步骤少,易于工业化生产。
参考文献:
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