乙酰乙酸乙酯及丙二酸乙酯在有機合成的應用

1、生命科學與理學院乙酰乙酸乙酯、丙二酸乙酯在有機合成的應用專業(yè)：生物科學班級：2012級1班學號：20123062姓名： 張昆乙酰乙酸乙酯一、乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)1.1物理性質(zhì)無色液體，熔點-45，沸點181，相對密度1.0282（20/4），折射率1.4194，蒸氣壓（20）106.66Pa。與乙醇、乙醚、苯等一般有機溶劑混溶，易溶于水。具有愉快的水果香氣。1.2化學性質(zhì)1.2.1互變異構(gòu)一般的乙酰乙酸乙酯是酮式和烯醇式互變異構(gòu)體和平衡混合物，酮式占93%，烯醇式占7%。酮式乙酰乙酸乙酯沸點為41（0.267kPa），不能與溴起加成反應，也不使三氯化鐵顯色，但能與酮試劑作用。烯醇式乙酰乙酸乙酯沸

2、點為33（0.267kPa），不與酮試劑作用，但能使三氯化鐵顯色，烯醇分子內(nèi)發(fā)生氫鍵締合，形成螯合環(huán)。因此，烯醇式都以單分子形態(tài)存在，沸點較低。1.2.2 乙酰乙酸乙酯的分解反應1)5%NaOH2)H+乙酰乙酸乙酯在不同條件下不同反應條件下發(fā)生不同類型的分解反應，生產(chǎn)酮或酸。乙酰乙酸乙酯在稀堿作用下，發(fā)生酯的水解反應，受熱后脫羧成酮，這種分解稱為酮式分解。+ CO21)濃NaOH2)H+在濃堿條件下，OH-濃度高，除了和酯作用外，還可以使乙酰乙酸乙酯中-與-碳原子之間的鍵斷裂，生成兩分子羧酸，這種分解稱為酸式分解。1.2.3取代反應乙酰乙酸乙酯亞甲基上的氫受到相鄰兩個吸電子基的影響，變得非?；?/p>

3、潑，在金屬鈉或乙醇鈉的作用下可以被烷基或?；〈＿x擇適當?shù)耐榛噭┗蝓；噭┡c乙酰乙酸乙酯反應，然后酮式分解或酸式分解就可以得到不同結(jié)構(gòu)的酮或酸。二、乙酰乙酸乙酯的合成乙酰乙酸乙酯（俗名三乙）具有典型的-酮酸酯結(jié)構(gòu)，可用于多種合成反應，是一種重要的有機及藥用合成的中間體。在醫(yī)藥上用于合成氨基吡啉、維生素B等，還廣泛用于配制草莓、蘋果、杏、櫻桃、桃等水果型和酒型(朗姆、威士忌等)香精。在農(nóng)藥生產(chǎn)上用于合成有機磷殺蟲劑蠅毒磷的中間體-氯代乙酰乙酸乙酯、嘧啶氧磷的中間體，殺菌劑惡霉靈等，也是殺菌劑新品種嘧菌環(huán)胺、氟嘧菌胺、呋吡菌胺及植物生長調(diào)節(jié)劑殺雄啉的中間體。其可以通過乙酸乙酯發(fā)生Clais

4、en酯縮合反應合成。Claisen酯縮反應中需要強堿促進反應的發(fā)生，如乙醇鈉、叔丁醇鈉。合成反應如下：二、乙酰乙酸乙酯在有機合成的應用2.1合成一取代同或二取代酮有乙酰乙酸乙酯合成2-戊酮（）5%NaOH酮式分解合成2-戊酮可以看成是一個乙基取代的丙酮，因此采用溴乙烷作為烷基化試劑經(jīng)酮式分解得到的，其反應如下：由乙酰乙酸乙酯合成3-甲基-2-己酮()合成3-甲基-2-己酮可以看成是由1個甲基和1個正丙基取代的丙酮。因此，采用正丙基溴和碘化甲烷作為烷基化試劑，按先大后小原則，先引入正丙基，后引入甲基經(jīng)酮式分解得到。反應式如下：5%NaOH酮式分解2.2合成二酮合成取代酮時，RX可以是鹵代烴，也可

5、以是鹵代酮、鹵代酸酯、酰鹵等鹵化物，生成產(chǎn)物發(fā)生酮式分解可得到二酮。如：有乙酰乙酸乙酯合成2,4-戊二酮()合成2,4-戊二酮可以看成是一個乙酰基取代的丙酮，可以用酰氯在非水溶劑中與乙酰乙酸乙酯發(fā)生?；磻?，生成乙?；〈囊阴Ｒ宜嵋阴ィ?jīng)酮式分解得到，反應如下：2.32,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的合成2.3.1實驗原理在四氯化碳中，三氟乙酰乙酸乙酯與溴反應，合成2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯。合成線路如下：2.3.2 原料配比、溫度對反應的影響三氟乙酰乙酸乙酯和溴素反應合成2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯，從反應來看1摩爾三氟乙酰乙酸乙酯需要2摩爾溴素，

6、實驗表明，溴素用量低時，三氟乙酰乙酸乙酯反應效果差，產(chǎn)物的收率低，反應過程中使用過量才能獲得較高的收率。當原料配比為理論量時，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯收率低，隨著溴素量的增加，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯產(chǎn)率提高，當n（三氟乙酰乙酸乙酯）：n（溴素）=1:2.6時，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的產(chǎn)率達到73.9%，再繼續(xù)增加溴素的用量，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的產(chǎn)量增加不明顯。當n（2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯）：n（溴素）=2.6:1時，反應時間為20h。反應溫度低時，三氟乙酰乙酸乙酯與溴素反應慢，產(chǎn)物收率低，隨著

7、反應溫度升高，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的收率也不斷提高。在25左右2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的收率達到最大值。溫度繼續(xù)升高其產(chǎn)率反而下降。2.4 Michael加成反應Michael加成反應是形成碳碳鍵的最有效的方法之一，因而在有機和生物合成上應用非常廣泛。傳統(tǒng)條件下的Michael加成反應大都是以強堿作催化劑在有機溶劑中進行，但強堿的劇烈作用往往伴隨著很多副反應，如底物自身縮合、重排、雙加成、加成產(chǎn)物的進一步縮合或裂（酯）解、反Michael、聚合等，從而產(chǎn)率不理想，給產(chǎn)物的純化也帶來諸多不便。要避免上述問題，無溶劑條件是一種重要的手段。其中，機械化學技術(shù)已

8、逐漸成功應用到有機合成中，取得一系列重要成果，并顯示出巨大的優(yōu)越性。基于此，常采用弱堿K2CO3作催化劑，利用機械研磨技術(shù)系統(tǒng)研究乙酰乙酸乙酯對一系列查爾酮及氮雜查爾酮的Michael加成反應，取得了理想的結(jié)果。2.2.1底物對反應的影響機械化學條件下K2CO3催化的乙酰乙酸乙酯對一系列查爾酮的Michael加成反應結(jié)果。反應在室溫下即可有效進行，且時間較短10%的K2CO3用量足以使原料轉(zhuǎn)化完全，而且乙酰乙酸乙酯的用量為等當量，反應產(chǎn)率幾乎達到定量化（>90%），因此反應后只需用除去催化劑K2CO3，然后干燥便能得到相應的加成產(chǎn)物，而且這樣直接得到的大多數(shù)產(chǎn)品其純度足以到達常規(guī)分析的要

9、求。該機械化學的無溶劑技術(shù)的高效性可能是源于無溶劑存在下反應物的高濃度所導致的二級反應速率的增加；此外，反應器內(nèi)部因高頻振蕩產(chǎn)生的摩擦剪切作用及等離子體效應也在很大晨讀上促進化學的進行。此外，底物中期待及的吸點性有利于反應的進行，且氮雜查爾酮的反應活性比查爾酮高；加成產(chǎn)物中兩個手性碳的存在導致了兩種非対映異構(gòu)體的存在，這兩種異構(gòu)體之間存在動態(tài)平衡，但以反式結(jié)果為主。丙二酸二乙酯一、丙二酸二乙酯物理性質(zhì)無色液體,具有甜的醚氣味。熔點-50，沸點199.3，相對密度1.0551，折射率1.4135，蒸汽壓0.344mmHg （ 25°C），與醇、醚混溶,溶于氯仿、苯等有機溶劑。稍溶于水，

10、20時水中溶解度為2.08g/100ml。二、丙二酸二乙酯的制備丙二酸二乙酯可由氯乙酸經(jīng)過氰解、酯化反應制備三、丙二酸二乙酯的化學性質(zhì)丙二酸二乙酯分子中，-氫原子受2個酯基的影響，變得非?；顫姡哂形⑷醯乃嵝?，能與強堿如乙醇鈉作用，生成丙二酸二乙酯的鈉鹽。此鈉鹽與烷烴作用，可生成一烷基取代丙二酸二乙酯，繼續(xù)反應，可引入第二個烷基，生成二烷基取代丙二酯二乙酯。此取代丙二酸二乙酯經(jīng)水解、脫羧可得到二取代的乙酸。例如：利用丙二酸二乙酯可以合成一取代乙酸和二取代乙酸。若引入的2個烴基不同時，一般先引入體積較大的基團，后引入小基團。即使2個烴基相同，也要分2次引入。丙二酸二乙酯在有機合成中的應用

11、0;    2.1合成一元取代乙酸：由丙二酸二乙酯合成丁酸(CH3CH2CH2COOH)。合成的丁酸可以看成是一個乙基取代的乙酸，因此用丙二酸二乙酯合成丁酸時，需采用溴乙烷作為烷基化試劑，反應式如下： 2.2合成二元取代乙酸：由丙二酸二乙酯合成2一甲基庚酸（）。合成的2一甲基庚酸可以看成是由正戊基和甲基取代的二取代乙酸，因此合成2一甲基庚酸時，需分別采用詐戊基滇和甲基碘作為烷基化試劑，分2次引入。反應式如下：2.3合成環(huán)狀羧酸由丙二酸二乙酯合成環(huán)戊基甲酸合成環(huán)戊基甲酸可以看成是由4個碳的烴基2次取代并關(guān)環(huán)后形成的取代乙酸，需采用1，4一二溴丁烷作為烷基化

12、試劑。在反應中，要控制原料的配比。反應式如下：2.4合成二元羧酸由丙二酸二乙酯合成丁二酸(HOOCCH2CH2COOH)。合成的丁二酸可以看成是由兩個乙酸的a一碳原子連接在一起形成的化合物?？刹捎寐却狨碇苽涠?。反應式如下：由丙二酸二乙酯合成己二酸(HOOCCH2CH2CH2CH2COOH)。合成的己二酸可以看成是一個乙基取代的二元酸，可采用二鹵代烷作為烷基試劑，與兩分子的丙二酸二乙酯反應。反應式如下：反應中，丙二酸二乙酯必須過量，否則，主要產(chǎn)物將是環(huán)狀羧酸。參考文獻1趙玉娟，滿城娜，王重斌.2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的合成.山東化工，2012年，第4期.2張澤，王春山，吳浩浩，唐亞軍.機械化學條件下乙酸乙酯與查爾酮的Michael加成反應.化學研究與應用，2013年5月，第25卷第5期.3吳祿勇，林小明，黃國華.乙酰乙酸乙酯合成實驗的方法改進.廣東化