酮基丙二酸二乙酯,英文名为Diethyl ketomalonate,常温常压下为淡黄色液体,具有特殊的酯香气味,它不溶于水但是可与常见的有机溶剂混溶。酮基丙二酸二乙酯是一种丙二酸酯类化合物,受邻位两个酯基单元吸电子性质影响,其结构中的酮羰基具有显著的亲电性,主要用作有机合成中间体和药物分子的合成原料,在有机化学基础研究中有一定的应用。
酮基丙二酸二乙酯在化学合成领域中的应用主要集中与其结构中的酮羰基单元,该羰基结构可在常见的亲核试剂的作用下发生亲核加成反应得到相应的三级醇类衍生物。酮基丙二酸二乙酯也可以在酸性条件下和有机胺类物质发生缩合反应得到相应的亚胺类衍生物。有文献报道酮基丙二酸二乙酯可与溴代苯乙酮类物质发生亲核加成-亲核取代的串联反应得到相应的环氧乙烷类衍生物。
图1 酮基丙二酸二乙酯的缩合反应
在一个干燥的反应烧瓶中将AcOH (0.4 mL)和H2O (0.4 mL)进行混合,然后将所得的混合物冷却至0°C,向混合物中缓慢地滴入NH2NH2·H2O (10 mmol, 0.6 mL, 2当量),结果产生了轻微的烟雾。在混合物中加入酮基丙二酸二乙酯(5mmol),将混合物加热至室温。然后往上述反应混合物中缓慢地加入几滴MeOH使溶液均匀,将混合物在室温下搅拌过夜。反应结束后将反应混合物用水淬灭,然后用乙酸乙酯(3倍)萃取反应混合物三次。分离合并所有的有机层并将其用饱和NaHCO3水溶液和盐水洗涤反应混合物。在无水MgSO4上干燥所得的有机层并将其通过过滤除去干燥剂。将所得的滤液在真空下进行浓缩乙除去有机溶剂,所得的残余物通过硅胶柱色谱法(90:10-70:30己烷/乙酸乙酯)进行分离纯化即可得到目标产物分子。
[1] Tanbouza, Nour; et al, Organic Letters 2022,24,4665-4669.
引言:
丁基丙二酸二乙酯是一种重要的有机化合物,在工业和科学领域具有广泛的应用。其独特的化学性质赋予了它多种应用的可能性。本文旨在介绍DBP的基本概况和在各行业中的应用情况,以深入了解这一化合物的功能和潜在价值。通过对丁基丙二酸二乙酯的研究,我们可以更好地认识和利用这一化合物的特性,为促进相关领域的发展和创新提供参考和启示。
1. 了解丁基丙二酸二乙酯的化学性质
要了解丁基丙二酸二乙酯的化学性质,首先要了解它的分子式C11H20O4。丁基丙二酸二乙酯的结构式如下:
该结构具有中心亚甲基(CH2)和两个酯基(C=O-O-CH2-CH3)的特点。这些酯基通过使相邻的亚甲基呈微酸性和富电子而有助于丁基丙二酸二乙酯的化学性质。这种结合产生的分子既可以作为亲核试剂,被缺乏电子的中心吸引,又可以作为弱酸,能够失去一个质子。这种独特的功能相互作用使丁基丙二酸二乙酯能够参与各种有机反应,使其成为有机合成的宝贵工具。
2. 丁基丙二酸二乙酯机理
丁基丙二酸二乙酯在有机化学中是一种有价值的试剂,它在形成碳-碳键方面的作用特别有用。了解其作用机制是在各种合成方案中释放其潜力的关键。有两个主要方面需要考虑:
(1)丁基丙二酸二乙酯的合成:丁基丙二酸二乙酯本身是通过丙二酸二乙酯(DEM)的烷基化得到的。这一过程通常涉及一种强碱,如乙氧基钠(NaOEt)和烷基化剂,如正丁基溴(BuBr)。
该机制包括:A.碱去质子化: NaOEt从DEM的酸性α-碳中提取一个质子,形成一个共振稳定的碳离子。B.亲核攻击:碳离子作为亲核试剂,在SN2反应中攻击BuBr的亲电碳。C.产物生成:溴离子(Br-)离开,生成丁基丙二酸二乙酯。
(2)反应中的丁基丙二酸二乙酯: 丁基丙二酸二乙酯的关键功能在于它能够进行进一步的反应,这是由于两个酯基和它们之间的活性亚甲基(CH2)基团的存在:A.C-C键形成: DEB在共轭加成反应中起亲核试剂的作用。吸电子的酯基使中心碳失活,使相邻的亚甲基(CH2)更具亲核性。这允许加入各种亲电试剂,形成新的C-C键。例如,与醛或酮反应生成β-酮酯产物。B.脱羧:在特定条件下(加热、强碱),DEB可发生脱羧。这导致二氧化碳分子的损失,并产生具有更活泼的烷基的单酯。
3. 工业中的应用和用途
丁基丙二酸二乙酯是一种重要的有机化学品,广泛应用于染料、香料、农药和医药等领域,特别是在医药合成中,是一种重要的合成中间体,主要作为解热镇痛药保泰松的中间体。
(1)制药行业应用
丁基丙二酸二乙酯由于其作为前体分子的反应性而在各种工业中得到应用。在制药工业中,它是合成具有治疗应用的复杂分子的基石。通过操纵它的化学结构,科学家可以制造针对特定疾病的新药。例如,丁基丙二酸二乙酯可以作为抗病毒药物或神经系统疾病药物的起始材料。
(2)化妆品和个人护理产品
化妆品和个人护理产品行业也使用丁基丙二酸二乙酯。丁基丙二酸二乙酯在某些香味和防晒成分的生产中起着中间作用。它的多功能性允许创造各种酯,这有助于在许多化妆品中发现令人愉快的气味和紫外线防护性能。
(3)香精香料行业
香料和香料工业利用丁基丙二酸二乙酯作为香料前体的作用。通过特定的化学转化,它可以转化为模仿天然风味或创造全新风味的香气分子。这有助于开发新的香水、食品调味品和其他有香味的产品。
4. 丁基丙二酸二乙酯的安全性和危害
4.1 潜在危险和安全预防措施
丁基丙二酸二乙酯是一种无色液体,在有机合成中用作中间体。它是一种可燃液体,会刺激眼睛、皮肤和呼吸系统。根据2012年OSHA危害沟通标准(29 CFR 1910.1200),该化学品被认为是有害的。以下是丁基丙二酸二乙酯的具体危害:
(1)易燃性:丁基丙二酸二乙酯是一种可燃液体,闪点为94℃(201°F)。这意味着它在热或火焰的存在下很容易点燃。
(2)眼睛刺激:丁基丙二酸二乙酯会引起严重的眼睛刺激。眼睛暴露的症状可能包括发红、疼痛、流泪和视力模糊。
(3)皮肤刺激:丁基丙二酸二乙酯会引起皮肤刺激。皮肤暴露的症状可能包括发红、瘙痒和灼烧。
(4)呼吸刺激:吸入丁基丙二酸二乙酯蒸气会刺激呼吸系统。吸入性接触的症状可能包括咳嗽、打喷嚏和呼吸困难。
4.2 处理和储存指南:
处理:避免接触皮肤和眼睛。不要吸入雾/蒸气/喷雾。不要吞食。如果吞食,立即寻求医疗救助。远离明火、热表面和火源。
储存:保存在干燥、阴凉、通风良好的地方。保持容器密封。远离热源、火花和火源。将容器密封在干燥、凉爽和通风良好的地方。
5. 丁基丙二酸二乙酯的熔点是多少?
丁基丙二酸二乙酯的熔点是一个常见的问题,但这是一个误解。丁基丙二酸二乙酯在室温下以液体形式存在,没有熔点。科学资源通常侧重于与物质在标准条件下存在状态相关的物理性质。因此,关于丁基丙二酸二乙酯的沸点和密度的信息很容易获得,而熔点却没有报道。实验数据证实了这一点,丁基丙二酸二乙酯在235-240℃左右沸腾而不会凝固。
6. 丁基丙二酸二乙酯的功能和优点
丁基丙二酸二乙酯由于其独特的参与碳-碳键形成反应的能力,在各种产品配方中得到应用。这种多功能性使化学家能够在分子中引入新的官能团,从而创造出具有所需性质的复杂结构。例如,丁基丙二酸二乙酯可用于合成药物、聚合物和特种化学品。
丁基丙二酸二乙酯的酯基还可以被操纵来控制最终产物的溶解度和反应性。这种微调能力在为特定应用设计材料时特别有价值。例如,通过调整丁基丙二酸二乙酯中的酯基,化学家可以制造出具有定制生物降解性的聚合物或具有增强性能特征的润滑剂。
7. 结论
总而言之,丁基丙二酸二乙酯作为一种重要的有机化合物,在各行业中扮演着不可或缺的角色。通过本文的介绍,我们深入了解了丁基丙二酸二乙酯的特性、机理以及在制药等领域中的广泛应用。随着科学技术的不断进步,丁基丙二酸二乙酯的潜力和应用领域还有待进一步挖掘和拓展。相信随着对丁基丙二酸二乙酯的深入研究,将为相关行业的发展和创新带来更多机遇和可能性,促进产业的进步和可持续发展。
参考:
[1]CN105646217A
[2]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Diethyl-sec-butylmalonate
[3]https://www.fishersci.com/store/msds?partNumber=AAL07539AE&productDescription=DIETHL+N-BUTLMALONATE+99+100ML&vendorId=VN00024248&countryCode=US&language=en
[4]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/67244
[5]谢文林,成本诚.相转移催化合成丁基丙二酸二乙酯研究[J].精细石油化工,2000,(03):30-32.
[6]https://fscimage.fishersci.com/msds/10990.htm
引言:
氟丙二酸二乙酯是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用领域和特殊的性质。作为含有氟元素的化合物,氟丙二酸二乙酯在化工、医药等领域中发挥着重要作用。本文将探讨氟丙二酸二乙酯的性质、应用领域以及在各行业中的意义,旨在深入了解这种化合物在工业生产和科学研究中的重要性。通过对氟丙二酸二乙酯的研究,我们可以更好地认识和利用这种特殊化合物,促进相关领域的发展与创新。
1. 氟丙二酸二乙酯简介
医药中间体是一些用于药品合成工艺过程中的原料或化工产品。这种化工产品,在不需要药品生产许可证的化工厂即可生产,只要达到法定级别,即可用于药品的合成生产。氟丙二酸二乙酯就是一种很重要的医药及有机中间体,目前已知的应用领域包括:作为医药中间体用来合成杀虫剂、特殊材料、燃料、酶抑制剂、含氟氨基酸、含氟查尔酮、镇静剂等。其中,氟丙二酸二乙酯作为中间体,被证明是合成阿尔法-氟烷酸过程中一个非常有价值的中间体。同时,氟丙二酸二乙酯还可以用来合成5-氟嘧啶。
2. 了解氟丙二酸二乙酯背后的化学原理
(1)分子结构和组成
氟丙酸二乙酯是一种化学式为C7H11FO4的有机化合物。它由一个中央丙二酸酯核(CH2(COOEt)2)组成,其中两个乙氧基(Et = C2H5)与羰基(C=O)键合。氟原子(F)与丙二酸盐核的中心碳原子相连。这种结构赋予分子几个官能团,包括两个酯基(COOEt)和一个氟原子。
(2)化学性质和反应性
氟丙二酸二乙酯是一种无色液体。沸点:121-122 ℃,闪点:144 °F折射率:n20/D 1.407(lit.)。氟丙二酸二乙酯的密度是多少?氟丙酸二乙酯在25℃时的密度约为1.1 g/cm3。
由于有吸电子的氟原子存在,它是一个相对活泼的分子。氟原子使相邻的碳原子更容易受到亲核攻击。这种反应性在有机合成中被用来形成新的碳-碳键。酯基也可以水解形成丙二酸二乙酯,丙二酸二乙酯是另一种在有机合成中有用的中间体。
3. 氟丙二酸二乙酯在各行业的应用
(1)合成氨基酸
以2-氟丙二酸二乙酯为原料,可合成含氟氨基酸。
(2)合成含氟查耳酮(芳基烯丙酰芳烃)
在相转移催化剂下,2-氟丙二酸二乙酯与查耳酮可进行具有立体选择性的Michael反应。
(3)其它应用
氟丙二酸二乙酯中氟甲基上的氢原子可被烷氧基、烷基取代生成相应的化合物。
氟丙二酸二乙酯也可与邻苯二胺化合物、β-二羰基化合物如β-二酮、β-二醛、β-酮酯和β-二酯反应生成含氟的1,5-苯(并)二氮(用于制造各种镇静药)。
4. 氟丙二酸二乙酯的主要优点和优点
(1)提高化学合成效率
氟丙二酸二乙酯是有机化学中一种有价值的试剂,因其简化合成过程的能力而受到重视。通过将DFM加入到反应方案中,化学家可以用更少的步骤和更高的收率获得他们想要的产品。这意味着更快的反应时间,更少的材料消耗,最终,更具成本效益的合成。
(2)提高产品质量和产量
除了提高效率之外,DFM还有助于提高产品质量。其独特的性质往往导致更干净的反应,较少的不良副产物。因此,化学家可以以更高的纯度分离目标分子,从而提高合成的整体成功率。
5. 氟丙二酸二乙酯的安全注意事项和处理
(1) 操作安全注意事项
氟丙二酸二乙酯是一种有用的有机合成化合物,但由于其腐蚀性和可燃性而受到重视。安全措施是必不可少的,以避免伤害自己或他人。使用氟丙二酸二乙酯时,应始终佩戴适当的个人防护装备。这包括耐化学物质的手套,带侧护的安全眼镜和实验室工作服。在通风良好的通风柜中工作对于防止吸入氟丙二酸二乙酯蒸汽至关重要。小心处理氟丙二酸二乙酯以避免泄漏,如果发生泄漏,应立即按照既定的安全规程进行控制。
(2)存储建议
氟丙二酸二乙酯需要特定的储存条件以保持其完整性并将安全风险降至最低。将氟丙二酸二乙酯保存在阴凉、干燥和通风良好的地方。容器应密封严密,防止泄漏,并清楚地标明化学品名称和危害信息。氟丙二酸二乙酯不应储存在热源或明火附近。此外,由于氟丙二酸二乙酯的危险性质,它不应该被排入下水道或与常规废物一起处置。应咨询当地危险废物处理当局,了解适当的处理程序。
6. 未来前景和新兴趋势
科学家们正在积极研究氟丙二酸二乙酯在新药开发中的应用,包括针对神经退行性疾病和癌症的药物。其简化合成的能力使氟丙二酸二乙酯在生产具有潜在治疗应用的复杂分子方面具有吸引力。此外,研究人员正在探索氟丙二酸二乙酯在制造先进材料方面的应用。例如,氟丙二酸二乙酯可以在合成具有独特性能的聚合物中发挥作用,用于电子和光电子领域。
7. 结论:拥抱氟丙二酸二乙酯的潜力
总的来说,氟丙二酸二乙酯作为一种含氟有机化合物,在化工、医药等领域中具有重要的应用和意义。通过本文的介绍,我们可以看到氟丙二酸二乙酯在各行业中的广泛应用,为相关领域的发展和创新提供了有力支持。随着科技的不断进步和人们对环保、安全性的重视,氟丙二酸二乙酯的应用也将不断得到优化和拓展,为社会带来更多的益处。希望本文能够增进对氟丙二酸二乙酯的了解,促进相关领域的研究和发展,为未来的应用和创新奠定坚实基础。
参考:
[1]李于教. 氟丙二酸二乙酯的合成及其工艺参数优化研究 [J]. 低温与特气, 2018, 36 (03): 17-19.
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[4]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/12702#section=Synonyms
[5]https://www.purdue.edu/
氯甲酰乙酸乙酯是一种化学物质,也被称为3-氯-3-氧代丙酸乙酯或丙二酸乙酯单酰氯。它可以通过对3-乙氧基-3-氧代丙酸进行氯化反应得到,氯化试剂可以选择氯化亚砜或草酰氯。氯甲酰乙酸乙酯可以用于合成化合物5,5′-二乙酸乙酯基-3,3′-联-1,2,4-噁二唑。
将含有3-乙氧基-3-氧代丙酸的甲苯溶液中加入二氯亚砜,然后在110℃加热搅拌4小时,减压浓缩,得到棕色油状物氯甲酰乙酸乙酯。
将丙二酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺溶于二氯甲烷中,冰水浴冷却至0℃,滴加草酰氯,混合物室温下搅拌2小时,浓缩得到白色油状物氯甲酰乙酸乙酯。
一种5,5′-二乙酸乙酯基-3,3′-联-1,2,4-噁二唑的合成方法已经被公开。该方法以二氨基乙二肟和氯甲酰乙酸乙酯为原料,通过一系列步骤得到目标产物。该合成方法操作简便,反应收率较高,主要用于5,5′-二乙酸乙酯基-3,3′-联-1,2,4-噁二唑的合成。
[4][中国发明]CN201310136418.0作为CRTH2受体拮抗剂的二并环衍生物
[5]CN201611084276.85,5′-二乙酸乙酯基-3,3′-联-1,2,4-噁二唑的合成方法
[6][中国发明,中国发明授权]CN201510167125.8双环吡唑酮化合物及其使用方法和用途
茉莉酮是一种存在于茉莉花提取物中的化合物,学名为"3-甲基-2-(2-戊烯基)-2-环戊烯-1-酮"。除了茉莉油外,它还存在于橙花油、长寿花油、香柠檬油和薄荷油中。茉莉酮可以用于制备茉莉香精等产品。
茉莉酮可以从天然产物如茉莉花精油中提取,但更常见的是通过人工合成方法制取。合成工艺有多种方法,主要包括以下几类:
1. 利用RCH2COCH2CH2COCH3型二酮为原料:在碱性条件下进行闭环反应得到环戊酮化合物。例如,可以以3-已烯醇为原料进行以下步骤得到产品。另外,也可以直接利用γ-酮醛和甲基乙烯基酮作为原料。
2. 由2-甲基呋喃为原料:一般的工艺是在杂环上引入所需的醚基,然后进行开环和环化反应。例如:
3. 以环戊二烯或环烯酮为原料:可以直接在环上引入所需的侧链。例如:
CN201910269862.7公开了一种含有顺式茉莉酮的草莓型食用香精的配方。该香精包含乙酸、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、异戊酸乙酯、顺式茉莉酮、2-甲基丁酸、叶醇、已酸、乙酸叶醇酯、乙酸反-2-已烯酯、苯乙醇、呋喃酮、异戊酸异戊酯、星萍酯、苯甲醛丙二缩醛、桂酸甲酯、丙位癸内酯、香兰素丙二缩醛和丙二醇。通过添加顺式茉莉酮和其他成分,该食用香精增加了草莓香气的新鲜度,使草莓香气更加诱人。
[1]化学词典
[2]合成香料产品技术手册
[3] [中国发明] CN201910269862.7 一种含有顺式茉莉酮的草莓型食用香精
4,6-二氯-5-(2-甲氧基苯氧基)-2,2’-二嘧啶是合成波生坦的中间体,用于治疗肺动脉高血压。波生坦是一种非肽类非选择性内皮素受体阻断剂,可与内皮素受体A(ETA)及内皮素受体B(ETB)结合,从而降低肺血管抗性并减弱慢性高血压对血管的重塑作用。
在100L反应釜中,加入1,2-二氯乙烷、丙二酸二乙酯、苯磺酸和NCS,反应5-8小时。减压蒸出1,2-二氯乙烷,加入水中分液,用1,2-二氯乙烷提取有机层,经过干燥和过滤得到产物。
在50L反应釜中,加入乙腈、碳酸钠、愈创木酚和2-卤代丙二酸二乙酯的乙腈溶液,反应过夜。离心、浓缩、分层,用1,2-二氯乙烷提取有机层,经过洗涤和干燥得到产物。
在50L反应釜中,加入乙醇、乙醇钠和2-氰基嘧啶,反应过夜。加入苯磺酸铵,回流反应5-8小时。滴加2-(2-甲氧基苯氧基)丙二酸二乙酯的乙醇溶液,回流反应5-7小时。经过水洗、酸化、离心和干燥得到产物。
在20L反应釜中,加入三氯氧磷、5-(2-甲氧基苯氧基)[2,2’-双嘧啶]-4,6(1H,5H)-二酮和N,N-二甲基苯胺,反应6-8小时。减压蒸出剩余的三氯氧磷,经过提取、洗涤和干燥得到产物。
对所得产品进行1HNMR和MS(ESI)分析,得到相应的谱图。
[1] [中国发明,中国发明授权] CN200810019945.2 4,6-二氯-5-(2-甲氧基苯氧基)-2,2’-二嘧啶的合成方法【公开】/4,6-二氯-5-(2-甲氧基苯氧基)-2,2''-二嘧啶的合成方法【授权】
1,1,3,3-四乙氧基丙烷(又称丙二醛二乙缩醛,C11H24O4)是一种重要的医药和染料中间体,可用来合成叶酸、羟基嘧啶、氨基嘧啶和嘧啶酮等,也可用于合成农产品保鲜剂,在工业生产中有着广泛的用途。1,1,3,3-四乙氧基丙烷的合成方法较多,根据起始原料的不同有乙烯基乙醚法、乙烯基乙酸酯法和环氧丙烷法。目前,1,1,3,3-四乙氧基丙烷的工业合成方法主要是以乙烯基乙醚和原甲酸酯为原料的乙烯基乙醚法。
专利CN201611183130.9公开了一种吡啶并噻吩基吡咯并吡咯二酮聚合物,关于步骤一吡啶并噻吩中间体的合成中,将2-硝基噻吩(26g,200mmol)溶于390mL的浓盐酸中,在冰浴下分批加入锡粉(50g,420mmol),待大部分锡粉溶解之后,加入140mL的乙醇和氯化锌(12g,88mmol)。将该混合物加热至85°C后,然后加入1,1,3,3-四乙氧基丙烷(34.4g,156mmol),然后反应体系85°C反应1小时。待反应完毕之后,将反应物倒在冰上,用氨水中和至pH=8后用二氯甲烷萃取后,无水硫酸钠干燥。减压条件下蒸干溶剂后,用硅胶色谱柱分离,洗脱液为石油醚:乙酸乙酯(10:1)。旋干溶剂得到无色油状液体6.57g,产率24.3%。
专利CN200380103085.6介绍了嗜中性白细胞弹性蛋白酶抑制剂化合物的制备中,其中实施例3:N-(4氯苄基)-1-(3-甲基苯基)-2-氧代-1,2-二氢吡啶-3-羧酰胺的合成,用30分钟,将丙二酸二乙基酯(160g,1.0mol)滴加至搅拌的、回流的1,1,3,3-四乙氧基丙烷(330g,1.5mol)、乙酸酐(306g,2.0mol)和氯化锌(10g,0.073mol)溶液中。将混合物加热1小时,并且在连接Dean-Stark仪器后,蒸除低沸点成分。再加入乙酸酐(150ml)并继续回流1小时。将反应混合物蒸馏得到黄色油状中间体[3-乙氧基丙-2-烯基亚基(prop-2-enylidene)]丙二酸二乙基酯(182g,75%)。
[1]谢萍华,王从敏,吴建平,等. 四乙氧基丙烷的合成工艺研究[J]. 化学反应工程与工艺,2008,24(3):281-284. DOI:10.3969/j.issn.1001-7631.2008.03.017.
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[3]阿斯利康(瑞典)有限公司. 用作嗜中性白细胞弹性蛋白酶抑制剂的2-吡啶酮衍生物:CN200380103085.6[P]. 2005-12-21.