丙二酸单乙酯实验室制备方法的改进_图文

1、第3l卷第10期 王小龙等:丙二酸单乙酯实验室制备方法的改进 835化学试剂,2009,31(10,835836丙二酸单乙酯实验室制备方法的改进王小龙,李小东(兰州交通大学化学与牛物上程学院,甘肃兰州730070摘要:以丙二酸乙酯为原料,通过在氢氧化钾作用下皂化得到丙二酸单乙酯钾盐,再经抽滤、盐酸酸化,简捷、高效地得 到标题化合物,总收率88.5%。与文献报道的制备方法相比,后处理简单,所用时问大幅缩短。关键词:丙二酸单乙酯;丙二酸二乙酯;皂化中图分类号:0623.624文献标识码:A 文章编号:0258.3283(200910-083502丙二酸单乙酯是有机合成中一种非常重要的 原料,它很容

2、易和醛发生Knoevenagel反应生成 a,肛不饱和酯。因此,丙二酸单乙酯被广泛应用 于天然产物及其他有机化合物的合成中【lo J。尽 管Wittig反应和Homer-Wadsworth.Emmons反应均 可以用来制备口,口.不饱和酯,但前者会产生大鼋 无用的副产物三苯基氧膦,而后者则常需要用 NaH等强碱A能促进反应。相比之下,利用丙二 酸单乙酯和醛发生Knoevenagel反应来制备a,口一 不饱和酯,用有机碱催化即可反应,所产生的副产 物是水和二氧化碳,原子经济性高,并且反应还具 有立体选择性高和后处理简单等特点【4J。凶此, 研究如何高效地制备丙二酸单乙酯便具有很好的 实用价值。丙

3、二酸单乙酯一般是以丙二酸二乙酯为原料 来制备【5,6J,其反应原理比较简单,即先将丙二酸 二乙酯用KOH等强碱皂化生成丙二酸单乙酯钾 盐,再用盐酸酸化即可得到产物。然而,文献中的 传统制备方法在具体操作上存在一些不便之处, 其在皂化制得钾盐之后需要陈化过夜,还需要趁 热过滤,这不仅使实验耗时很长,也使实际操作更 加烦琐。本文在文献报道制备方法的基础上,主 要对试验的后处理过程进行了较大改进,缩短了 试验时间,明显提高了总制备过程的效率。合成 反应路线如下。/c02Et K骐./c02x 丛L/cozHcoEt丽co,Etco,Etl实验部分1.1主要仪器与试剂MEL-Temp熔点仪(温度计未经

4、校正,美国 Thermolyne公司;Mercury-300型核磁共振仪(美 国Varian公司,TMS为内标,CDCl3为溶剂;MAT-95型质谱仪(美国Finnigan公司。丙二酸二乙酯及其他所用试剂均为市售分 析纯。1.2合成步骤将25.0g(0.156m01丙二酸二乙酯和100mL 无水乙醇加入500mL圆底烧瓶中,充分搅拌下, 由装有问流冷凝管的恒压漏斗中缓慢滴加8.75g (O.156m01KOH的100mL无水乙醇溶液,体系 中逐渐出现大量同体。40min内滴加完毕,继续 搅拌1h。将反应体系用冰水充分冷却后抽滤,再 用无水乙醇洗涤(15mL×2,即得到第一部分白 色固

5、体化合物1。将上步所得24.43g(O.144m01化合物1的 固体置于100mI。烧杯中,加入15mL水,冰水冷 却下充分搅拌使同体溶解,缓慢滴加13mL(O.156 m01浓盐酸,滴加过程中保持体系温度低于5, 加毕后继续搅拌30min。分出有机层,水层用乙 酸乙酯苇取(50rnL×2。合并有机层,用饱和食 盐水萃取(50mL×2,无水NaS04干燥,减压蒸馏基金项目:甘肃省自然科学研究基金项日(2008Gs(】:2596; 兰州交通人学青蓝人才工程基食资助项目(QI,06-01A。 作者简介:=F./b龙(1977.,男,甘肃兰州人,博士,副教授, 主要从事有机合成研

6、究。836化学试剂2009年lO月除尽有机溶剂,得到18.25g无色液体化合物2, 收率96.2%。HNMR(CDCl,艿:9.14(￥,lH;4.17(q,2H,J=7.2Hz;3.38(s,2H;1.23(t,3H, J=7.2Hz。13CNMR(CDCll,艿:170.92;166.76; 61.75;40.87;13.83。MS,m/z(%:133(M+H+,4.88;115(7.12;87(39.26;45(55.90;43(100。 谱图数据与文献6报道相符。 2结果与讨论2.1关于反应条件丙二酸二乙酯在KOH作用下皂化时,KOH不能过蕈且需要控制其醇溶液的滴加速度,尽量 缓慢。因

7、为丙二酸二乙酯分子中有两个酯基,若 滴加速度过快,会使部分原料的两个酯基均发生 皂化而导致最终可能生成少量丙酸二钾盐。丙二酸单乙酯钾盐(1在用盐酸酸化时需要 在冰水冷却下缓慢滴加盐酸,保持反应体系温度 低于5,如此是为了防止温度过高而使生成的 丙二酸单乙酯发生脱羧反应。另外,酸化足在水 液中进行,毒副作用和溶剂挥发很低,冈此本试验 中选择在烧杯中进行酸化,这比文献中要将钾盐 转移至恻底烧瓶中进行反应更加方便。2.2关于反应后处理的改进本文主要是对第一步反应,即制备丙二酸单乙酯钾盐(1的后处理进行了较大改进。文献中 将丙二酸二乙酯在乙醇中皂化生成丙二酸单乙酯 钾盐(1的同体后,并不直接抽滤,而是

8、先将反应 体系放置过夜(约12h,然后加热使丙二酸单乙 酯钾盐充分溶解在乙醇中,趁热抽滤,所得母液经 过浓缩、冷却析出结晶后再抽滤才能拿到钾盐产 物【5.6】,步骤繁琐且耗时很长。但我们对反应进 行理论上的分析发现,该步反应中并不会牛成不 溶于乙醇的固体杂质,这在文献6中也得到印 证,其在热过滤前得到的热溶液是均相体系。因 此,我们认为放置过夜和趁热过滤并无必要,故本 文对皂化生成的丙二酸单乙酯钾盐固体和乙醇体系直接进行了抽滤。另外,在首次抽滤和浓缩母 液后的二次抽滤前,反应体系都进行了冰水冷却, 如此可使尽可能多的同体析出,保证反应产物有 较高的收率。本文实验中最终产物丙二酸单乙酯 总收率达

9、88.5%,与文献5,6报道相当,但后处 理简化,极大节省了实验时间,明显提高了效率。 参考文献:1上小龙,夏业穆,冯建鹏,等.天然产物(±一Aiphanol的全合成研究J.高等学校化学学报,2005,26(2:259-263.2REN Xin-feng,CHEN Xiao-chuan,PENG Kun,et a1.Firstenantioselective synthesis of daphneticin and itsregioisomerJ.Tetrahedron:Asymmetry,2002,13(16:l 7991804. 3SHE Xue-gong,JING Xiao-b

10、i,n州Xin-fu,eta1.Total syn-thesisof(±-sinaiticin【J.Tetrahedron Lett.,1999,锄(24:4567-4570.4LISF B,IOEttRING A,FONSECA M T H,et a1.Practicalsynthesisof(E一口,punsaturated estersfromaldehydeJ.Adv.Sy,h.Cata/.,2005,347(11:15581560.5SYRUBE R E.Ethyltert.butylmalonateJ.Org.跏协.Co/.,1963,4:417-418.6HEDIGER

11、ME.Design,synthesis,and evaluation ofazainhibitorsofchorismate2004,12(18:4995.5010.Improved laboratory method for prelmrafion of monoethyl malonate WANG Xiao-long。.廿X/ao-abng(School of Chemicaland BiologicalEIlgineering,Ijl/lghou Jiaotong University,IAlllzhou730070,China,Huaxue Shiji,2009,31(10,8358

12、36Abstract:Using diethyl malonate asthestartingmaterial.mo-noethyl malonatewasconvenientlyand efficiently obtained in anoveudl yield of88.5%via several steps.The saponification ofdi ethyl malonate in the presence of KOH could yield ethylpotassi-ulnmalonate.fouowed by filtration and acidification by

13、HCltoyield thetargetproduct.Incontrast to the methodreported in thelitemture.the procedure reported herein ischaracterized witllsuch meritsassimplicity in work-up andreduced reaction time. Key words:monoethyi malonate;diethylmalonate;saponification(上接第834页Tianjin University of Technology,Tianjin 300

14、384,China,Huaxue Shiji,2009,31(10,831834;836Abstract:The reactionsbentwollavone,glu(:I,.es.7hydrox-yi'tavone and 7-hydroxy-4'-chlorideflavone.which were preparedfromtheBaker-Venka,taraman rearrangementreaction,andthecorresponthng acetyiglycosyl bromides of D-91.coand Dgalactose.in the NaHCOs

15、/KCI alkaline solution in the presence of aphase tl'ansfer catalyst tri(3,6-dioxaheptylamine(TDA-1were discussed.Thestructuresof corresponding glucosideswerecon-finned by IR,1HNMR and elemental analysis with the products yield being inarange of75%87%respectively.Keywords:flavone;glucosides;synth

16、esis;tri(3,6-dioxaheptyl 丙二酸单乙酯实验室制备方法的改进作者:王小龙 , 李小东 , WANG Xiao-long, LI Xiao-dong作者单位:兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070刊名:化学试剂 英文刊名:CHEMICAL REAGENTS年,卷(期:2009,31(10参考文献(6条1. LIST B;DOEHRING A;FONSECA M T H Practical synthesis of(E-,-unsaturated esters from aldehyde2005(112. HEDIGER M E Design,synthesis,and evaluation of aza inhibitors of chorismate mutase 2004(183. STRUBE R E Ethyl tert-butyl malonate 19634. S