甲氧基乙酸甲酯(MMAc)是一种重要的精细化学品,具有广泛的应用领域。它常被用于水解反应或加成反应,可用作手性胺类化合物的拆分剂、多种化工产品的中间体,以及合成维生素B6、周效磺胺等药物的原料。
甲氧基乙酸甲酯的合成方法有多种,根据原料的不同可以分为甲醛和甲酸甲酯偶联法、氯乙酸类和甲醇钠取代法、乙二醇单甲醚氧化法和甲缩醛羰基法等。
图1 展示了甲氧基乙酸甲酯的合成反应式。甲醛和甲酸甲酯在酸催化剂条件下反应生成甲氧基乙酸甲酯。该反应分为三步,首先是甲酸甲酯在酸催化剂条件下分解成甲醇和一氧化碳;其次是甲醇和甲醛在酸催化剂条件下分别形成质子化的过渡态;最后是两种过渡态与CO结合,发生羰基化反应,生成甲氧基乙酸甲酯。在CF3SO3H酸催化条件下,以三聚甲醛和甲酸甲酯为原料,反应温度为110℃,反应时间为2小时,甲氧基乙酸甲酯的收率为42.72%。
甲氧基乙酸甲酯是一种重要的医药中间体和精细化工产品中间体,可以转化为维生素B6、周效磺胺以及乙二醇等药物或化工产品。它可以通过取代、环化等过程合成维生素B6,也可以通过克氏反应、酰胺化环合反应、氯化反应、缩合反应、甲氧基化反应合成周效磺胺。维生素B6是人体必需的维生素之一,参与多种生化反应,对人体健康至关重要。周效磺胺可用于治疗多种细菌感染,特别适用于皮肤感染、肺及上呼吸道感染、细菌性痢疾等疾病。因此,甲氧基乙酸甲酯在制备维生素B6和周效磺胺等药物过程中具有重要作用。
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二甲氧基乙酸甲酯通常为无色至浅黄色的透明液体,具有较低的熔点和沸点,易于挥发。它在水中的溶解度较低,但可以很好地溶解在有机溶剂中,如乙醇、乙醚等。此外,其还具有较好的稳定性,可以在常温下长期保存。二甲氧基乙酸甲酯的酯基和甲氧基都具有一定的反应活性。酯基可以参与酯的水解反应,生成相应的酸和醇;甲氧基则可以参与亲核取代反应,如与卤代烃发生反应。还可以通过酯交换反应、氧化反应等多种有机反应,合成具有特定结构和功能的化合物。
图1二甲氧基乙酸甲酯的性状
将乙醛酸水合物(19.7克,214毫摩尔)和甲苯-4-磺酸水合物(3.66克,19.3毫摩尔,9摩尔%)在原甲酸三甲酯(92.2毫升,898毫摩尔,4.2当量)中的溶液在室温下搅拌72小时。加入饱和NaHCO3水溶液(150 mL)和CH2Cl2(150 mL)。用无水MgSO4干燥合并的提取物并蒸发得到标题化合物二甲氧基乙酸甲酯。
农药与医药领域:二甲氧基乙酸甲酯在农药和医药领域具有广泛的应用前景。由于其结构中含有甲氧基和酯基等官能团,可以与其他药物分子进行连接或修饰,从而构建出具有特定生物活性的药物分子。例如,二甲氧基乙酸甲酯可以作为合成某些杀菌剂、杀虫剂和除草剂的中间体;同时,它也可以作为合成某些抗生素、抗病毒药物和抗肿瘤药物的原料。
香料与香精领域:二甲氧基乙酸甲酯具有一定的香味特性,可以用于制备香料和香精。通过与其他香料成分的组合和调配,可以创造出丰富多样的香味效果,满足不同消费者对产品感官体验的需求。
有机合成中间体:二甲氧基乙酸甲酯作为一种有机合成中间体,可以参与多种有机反应,合成具有特定结构和功能的化合物。这些化合物在染料、颜料、塑料等领域具有广泛的应用。
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甲氧基乙酸甲酯,英文名为Methyl methoxyacetate,是一种酯类化合物,常温常压下为透明无色至浅棕色的液体,难溶于水但可与常见的有机溶剂混溶。它可用作有机合成中间体、医药合成原料和酯类有机溶剂,在化学合成领域有广泛应用,例如可用于维生素B6的化学合成。
甲氧基乙酸甲酯的化学反应活性主要集中于其结构中的酯基单元,可在亲核试剂的进攻下发生多次亲核加成反应。亚甲基单元上的氢原子具有显著的酸性,使得在强碱存在下可以发生亲核取代反应,用于合成新型有机化合物。
图1 甲氧基乙酸甲酯的缩合反应
在一个干燥的反应烧瓶中将甲氧基乙酸甲酯加入甲醇钠溶液中,加热混合物后通过蒸馏除去甲醇,最终得到目标产物分子。
[1] Goossen, Lukas J.;et al,Synlett,2010,11,1685-1687.
4-甲氧基乙酰乙酸甲酯是一种重要的医药中间体,主要用于合成新型抗艾滋病药物Dolutegravir。Dolutegravir是GSK公司于2013年被美国FDA批准上市的抗艾滋病的整合酶抑制剂,商品名为Tivicay。Dolutegravir是GSK公司2013年上市的第4个新药,预计2020年销售额将达16.2亿美元。
与现有的HIV整合酶抑制剂雷特格韦(raltegravir)、埃替格韦(slvitegravir)相比,Dolutegravir具有更高的安全性。4-甲氧基乙酰乙酸甲酯作为合成Dolutegravir的起始原料,其品质和价格对于进一步合成Dolutegravir具有重要影响。因此,对4-甲氧基乙酰乙酸甲酯的制备方法进行研究具有一定意义。
目前,有两种报道的4-甲氧基乙酰乙酸甲酯的合成路线:
方法一:使用4-氯乙酰乙酸甲酯和甲醇作为原料,在甲醇钠的作用下反应制得,反应条件需要在较高的温度下进行(70°C),并且需要在90°C条件下减压蒸馏蒸出产品,操作较为复杂。
方法二:在反应釜中加入溶剂四氢呋喃并通入惰性气体,设置反应釜的釜内温度为15-25°C,于搅拌状态下加入工业氢化钠和金属碱性化合物,再加入溶剂四氢呋喃,于20°C以下滴加甲醇和4-氯乙酰乙酸甲酯的混合液反应4-6h,然后升温至20-25°C继续反应4-15h,TLC检测反应完毕,降低体系温度至6-10°C,加入摩尔浓度为2mol/L的盐酸溶液调节体系pH=5-7,静置分层,分液后上层浓缩旋干除去溶剂四氢呋喃,然后通过刮膜式分子蒸馏得到无色产品4-甲氧基乙酰乙酸甲酯,其中刮膜式分子蒸馏的参数设定为温度40-50°C、真空度25-35Pa,4-氯乙酰乙酸甲酯、氢化钠和金属碱性化合物的摩尔比为1:1-1.5:1-1.5,金属碱性化合物可以是甲醇钾、甲醇钠、乙醇钠、硼氢化钾或硼氢化钠。
甲氧基乙酸乙酯是一种无色液体,具有香味。它的相对密度为1.0067(20/20℃),熔点为-70℃,沸点为144.5℃。它不溶于水,但可溶于乙醇、乙醚等常见的有机溶剂。甲氧基乙酸乙酯是通过甲氧基乙酸与乙醇在硫酸的作用下进行酯化反应制得的。
甲氧基乙酸乙酯可用作硝酸纤维素、树脂、油类等的溶剂。此外,它还可以作为医药合成中间体,例如用于合成2-甲氧基-3-{4-[2-(4-联苯氧基)乙氧基]苯基}丙烯酸。
具体的合成步骤如下:将4-[2-( 4-联苯氧基)乙氧基]苯甲醛(1.59g,5mmol)和甲氧乙酸乙酯(0.591g,5mmol)溶于20ml的干燥DMF中,然后在冰浴条件下缓慢滴加叔丁醇钾的叔丁醇溶液5ml(浓度为1mol/L),在室温下搅拌4小时,反应结束后,用1mol/L的盐酸溶液调节反应液的pH值为1,然后倾入水中,用乙酸乙酯进行萃取,将有机层用无水硫酸钠干燥,过滤后进行减压浓缩,得到2-甲氧基-3-{4-[2-(4-联苯氧基)乙氧基]苯基}丙烯酸乙酯的粗产物。通过硅胶色谱法对其进行纯化,流动相为石油醚∶乙酸乙酯=6∶1,得到白色固体0.505g,产率为24.13%。取该化合物224mg溶于30ml的乙醇中,加入1mol/L的氢氧化钠水溶液5ml,加热回流3小时,蒸发溶剂,用盐酸调节pH值为1,然后倾入水中,用乙酸乙酯进行萃取,将有机层用无水硫酸钠干燥,过滤后进行减压浓缩,最后用乙醇/水进行重结晶,得到白色固体135mg,产率为64.63%,熔点为247-250℃。
将甲氧乙酸(38.4ml,0.5mol)溶于200ml的乙醇中,加入2%(以甲氧乙酸计算)的结晶硫酸铁4g及0.5ml的浓硫酸,加热至回流20小时,通过TLC监测反应的进程。停止反应后,浓缩除去大部分的乙醇,然后进行减压蒸馏,最终得到无色液体甲氧基乙酸乙酯32g,产率为54%。(Acros:44-45.4℃/9mmHg)
[1] 化学物质词典
[2] CN200610000815.5 α-烷氧丙酸类化合物及其制法和药物用途
2-甲-4-氯苯氧基乙酸甲酯,又称4-氯邻甲苯基氧乙酸甲酯,是一种化合物,其分子式为C10H11ClO3,分子量为214.646。该化合物的部分物理数据包括密度1.23、沸点127 °C / 3mmHg、闪点18 °C、折射率n20/D 1.52-1.53。其分子结构数据为摩尔折射率:53.69,摩尔体积(cm3/mol):178.1,等张比容(90.2K):441.7,表面张力(dyne/cm):37.8。
生产2-甲-4-氯苯氧基乙酸的酯类的通用方法包括将氯乙酸与邻甲酚反应生成氯乙酸钠和邻甲酚钠,然后进行保温处理。具体制备步骤为在反应釜中加入氯乙酸和邻甲酚,滴加相应溶液进行反应。
2-甲-4-氯苯氧基乙酸甲酯(MCPA)是一种主要除草剂,广泛应用于农业生产。研究表明,MCPA可以被植物吸收,用于防除不同类型的杂草。为了提高农药利用率并减少环境风险,研究人员制备了MCPA插层层状双氢氧化物,并对其释放行为进行了研究。实验结果显示,MCPA/LDH在不同条件下释放效果良好,具有潜在的农业应用前景。
[1]佚名.一种生产2-甲基-4-氯苯氧乙酸的酯类的方法[J]. 2020.
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4-甲氧基乙酰乙酸乙酯是一种无色透明液体,具有芳香气味,是医药中间体化合物。它在新型抗艾滋病药物度卢特韦的合成中起着重要作用。度卢特韦是一种抗艾滋病的整合酶抑制剂,由葛兰素史克公司于2013年被美国FDA批准上市,商品名为Tivicay。度卢特韦是GSK公司2013年上市的第4个新药,预计2020年销售额将达16.2亿美元。与现有的HIV整合酶抑制剂雷特格韦、埃替格韦相比,度卢特韦具有更高的安全性。
4-甲氧基乙酰乙酸乙酯是合成度卢特韦的起始原料,它的品质和价格对于进一步合成度卢特韦具有重要影响。因此,对4-甲氧基乙酰乙酸乙酯的合成进行研究具有一定意义。
有研究表明,以4-氯乙酰乙酸甲酯与甲醇为原料,在甲醇钠的作用下反应制得4-甲氧基乙酰乙酸甲酯。该方法收率较高,但需要在相对较高的温度下进行,并且容易产生酯水解副产物。
另一种方法是以4-氯乙酰乙酸甲酯与甲醇为原料,在氢化钠的作用下反应制得4-甲氧基乙酰乙酸甲酯。该方法在室温下进行反应,但收率较低,并且需要使用含有矿物油的氢化钠,增加了产品杂质的含量。
此外,还有一种方法是以4-氯乙酰乙酸甲酯与甲醇为原料,在甲醇钾和氢化钠的共同作用下反应得到4-甲氧基乙酰乙酸甲酯,最后通过分子蒸馏纯化产品。该方法能够有效降低氢化钠的使用量,减少杂质的干扰,但需要昂贵的分子蒸馏设备。
具体步骤如下:
(1)在反应釜中预先加入四氢呋喃,通入惰性气体,设置内温15-25℃,搅拌条件下加入氢化钠,加完后继续加入四氢呋喃,控制体系温度20℃滴加甲醇和4-氯乙酰乙酸乙酯的混合液反应4-6h,然后升温至20-25℃继续反应3-5h,TLC检测反应完毕,此时反应体系中出现大量固体;
(2)将反应体系降温至-7-0℃,在搅拌条件下加入摩尔浓度为2mol/L的盐酸溶液调节反应体系的pH=11-13,反应体系中的固体明显增多,抽滤反应液得到白色固体;
(3)将得到的白色固体加入到乙酸乙酯中,于0℃滴加摩尔浓度为6mol/L的盐酸溶液,固体逐渐溶解,调节反应体系的pH=2-4,抽滤反应液,滤液分出有机层,有机相经脱色剂脱色后蒸除溶剂得到纯品4-甲氧基乙酰乙酸乙酯。
[1] CN201510877720.0一种4-甲氧基乙酰乙酸乙酯的合成方法