不对称丙二酸双酯的制备.doc

不对称丙二酸双酯的制备何雨，崔冬辉，张建，董雪，陆畅，徐彤， 韩爱鸿*沈阳师范大学 化学与生命科学学院，辽宁 沈阳 110034文摘：本文介绍了一种不对称丙二酸双酯的制备方法，利用丙二酸亚异丙酯为起始原料与对甲氧基苯酚反应，在温和的反应条件下得到丙二酸单对甲氧基苯酚酯,再进一步与叔丁醇在DCC催化下发生酯化反应，得到不对称丙二酸双酯。关键词：丙二酸亚异丙酯；对甲氧基苯酚；丙二酸单酯；不对称丙二酸双酯中图分类号：O 621.3 文献标识码：APreparation of Non-Symmetric Malonyl Diester(College of Chemistry and Life Science, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)Abstract: In the paper, a new method on the preparation of non-symmetric malonyl diester was described, by utilizing the Meldrums acid as starting material, reacted with p-methoxyphenol, the mono-p-methoxy phenyl malonate was synthesized under mild reaction condition, then reacted with t-butyl alcohol, non-symmetric malonyl diester was synthesized.Key words: Meldrums acid; p-methoxyphenol; malonyl monoester；malonyl diester；基金项目：沈阳师范大学博士启动基金；沈阳师范大学大学生科研课题（B类）作者简介：何雨（1990-），女，辽宁锦州人，沈阳师范大学本科生；指导教师： 韩爱鸿。0， 引言丙二酸二酯是医药、染料和香料的重要的中间体1，主要用于有机合成，其最直接的应用就是利用Michael加成反应形成碳-碳键和碳-氧键来增长碳链2-5,合成有多个官能团的化合物,这些化合物均具有进一步反应的能力,生成各种类型的有机化合物。而对于丙二酸单酯的合成报道很少，在T.A. Houston报道了利用硼酸为催化剂，对丙二酸单酯化反应的进行了研究，选择地制备了醇的丙二酸单酯化合物6，但该反应过程不适用于酚类化合物的酯化。由于酚羟基酯化的困难，对其丙二酸单酯化的报道很少7，本论文将探索该类化合物的制备方法。近年来发现丙二酸亚异丙酯具有较强的酸性和固定的环状，可发生多种新型反应8，其中有许多反应是丙二酸或丙二酸二酯所无法实现的。本研究利用丙二酸亚异丙酯为原料，探索了其与对甲氧基苯酚的酯化反应，在温和的反应条件下选择性得到丙二酸单对甲氧基苯酚酯，作为一个重要的中间体，再进一步与叔丁醇在DCC催化下发生酯化反应，得到不对称丙二酸双酯。1， 实验部分1.1， 试剂与仪器丙二酸亚异丙酯为工业品，对甲氧基苯酚，乙酸乙酯，DCC，叔丁醇，二氯甲烷等试剂为化学纯药品，手提红外光谱由FT-IR NICOLET 308傅立叶红外光谱仪上测定，1H-NMR由 300MHz Bruker上测定，以TMS作内标，CDCl3为溶剂。 1.2， 反应路线不对称性丙二酸双酯的制备路线如下所示：选择丙二酸亚异丙酯1为起始原料，与对甲氧基苯酚2无溶剂下发生酯化反应生成了丙二酸单酯3，3与叔丁醇酯化反应生成不对称丙二酸双酯4。1.3 不对称丙二酸双酯的制备丙二酸单对甲氧基苯酚酯3：将649.3mg(4.5mmol)的丙二酸亚异丙酯1和509.2mg(4.1mmol)的对甲氧基苯酚2加入到一个25 ml的圆底烧瓶中，然后在氮气保护下，于120 保持搅拌3小时，反应混合物用混合溶剂（乙酸乙酯：二氯甲烷= 1：1）作为流动相，经过硅胶柱分离得到452.1mg丙二酸单对甲氧基苯酚酯，熔点:94,收率52.5%.IR(KBr压片) （cm-1）：3200（宽，缔合O-H）, 1726,1710（C=0），1602，1512，1443（苯环骨架），1252（O-CH3）, 1H-NMR (CDCl3, 300MHz), d 3.67(s, 2H), 3.80(s, 3H), 6.89(dd, J=9Hz，2H), 7.05(dd, J=9Hz，2H). 不对称性丙二酸双酯4：在一个50ml二口瓶中加入257.1mg化合物丙二酸单对甲氧基苯酚酯3和90.2mg叔丁醇,再加入17mlCH2Cl2,，用冷水将其冷却至0，然后再加入280.2mgDCC 在0保持一个小时，然后搁置室温24个小时，反应混合物过滤，滤液浓缩后，用硅胶柱分离，流动相用二氯甲烷，得不对称丙二酸酯4 117.8mg，收率36.9%。IR(KBr压片) （cm-1）：1757,1723（C=0），1611，1532，1458（苯环骨架），1218（O-CH3）, 1H-NMR (CDCl3, 300MHz), d 1.51（s, 9H）3.50(s, 2H), 3.80(s, 3H), 6.91(dd, J=6Hz，2H), 7.03(dd, J=6Hz，2H). 2.结果与讨论丙二酸单对甲氧基苯酚酯3：实验合成的丙二酸单对甲氧基苯酚酯3经过熔点的测定，红外光谱的分析显示了羧羟基的吸收峰（3200 cm-1），产品的1H-NMR（见图1）显示在3.80 ppm和3.67 ppm处分别出现一单峰，且积分值比是3:2, 因此断定3.80 ppm的信号来自甲氧基的氢原子，3.67 ppm的信号来自亚甲基的氢原子，同时在6.89 ppm和7.05 ppm 处也观察到苯环上的邻间为氢的dd 峰，虽然羧酸信号没有发现，但由红外光谱分析可判断其存在，因此合成的化合物为丙二酸单对甲氧基苯酚酯3。图 1. 丙二酸单对甲氧基苯酚酯3的1H-NMR 不对称性丙二酸双酯4：实验合成的不对称丙二酸双酯4通过红外分析，发现丙二酸单对甲氧基苯酚酯的羧羟基的吸收峰（3200 cm-1）消失了，能够说明羧羟基参与反应了；同时羰基及苯环的吸收峰都被观察到。而通过对产品的核磁分析（见图2），在d 1.51 ppm发现了叔丁基的吸收峰，因此1H-NMR证实了合成的化合物为丙二酸不对称双酯4。图 2. 不对称性丙二酸双酯4的1H-NMR 3.结论本研究成功地利用丙二酸亚异丙酯为原料，选择性的合成了丙二酸单对甲氧基苯酚酯，进一步合成了不对称丙二酸双酯。参考文献：1 潘鹤林,田恒水,黄振华.多用途的丙二酸二乙酯J.化学进展, 1997, 6 (3): 35-38.2 杨文龙， 罗书， 俞传明， 王炳涛， 岳华栋， 王丽萍， 许丹倩. 离子液体中碱催化,-不饱和化合物与丙二酸酯的Michael加成反应，化学研究与应用, 2006， 05：537-5413 Kabashima H, Tsuji H, Shibuya T, et al. Michael addition ofnitromethane to,-unsaturated carbony1 compounds over solid base catalysts J. J. Mol. Catal.A:Chem.2000, 155(1-2): 23-29。4 Li J T， Chen G F, Xu W Z, et al. TheMichael reaction catalyzed by KF/basic alumina under ultrasound irradiation JUltrason. Sonochem. 2003, 10(2): 115-118.5 谌东中, 姜旭卫, 余学海. 非线性光学活性的侧链型聚丙二酸酯液晶的合成和性质. 高分子学报, 2001, 01: 94-98.6 Levonis S.M., Bornaghi L.F., Houston T.A. Selective monoesterification of malonic acid catalyzed by boric acid, Aust. J. 2007, 60: 821-823. 7 Junek H., Ziegler E., Herzog U., Kroboth H. Eine einfache synthese von malonsure-mono- und-bis-phenylester, Synthesis, 1979,