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.
[2] Woudenberg R C , Coughlin E B .Selective nitrogen protection of hydroxyalkylbenzimidazoles using 2,2,2-trichloroethylchloroformate[J].Tetrahedron Letters, 2005, 46(37):6311-6313.
[3] Koh H J , Kang S J .Correlation of the Rates on Solvolysis of 2,2,2-Trichloroethyl Chloroformate Using the Extended Grunwald-Winstein Equation[J].Bulletin- Korean Chemical Society, 2012, 33(5):1729-1733.
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:
[1] 杨静,王琨,周元. 气相色谱-电子捕获检测器分析葡萄酒中的8种生物胺[J]. 中国酿造,2023,42(2):228-234. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2023.02.038.
[2] 毛海香,王飚,丁彬彬,等. 基于单苯环荧光团的荧光变色墨水[J]. 发光学报,2021,42(1):44-52. DOI:10.37188/CJL.20200280.
[3] 陈波,黄渝. 一种二甲氧基多西他赛的合成新方法[J]. 科学时代,2015(14):70-70,71.
[4] 玛依拉·买买提. 苯丙胺及安定类精神类药物在毛发中的定性定量GC-MS检测方法的研究与应用[D]. 新疆:新疆医科大学,2019.