苄氧乙酸的合成与应用

2022/10/17 9:29:07

苄氧乙酸,英文名为Benzyloxyacetic acid,常温常压下为无色液体,苄氧乙酸是羧酸类衍生物,具有一定的酸性,在水中可以解离出羧酸根离子,此外,苄氧乙酸可用作药物分子与有机合成中间体。

图1 苄氧乙酸的结构式

合成方法

图2 苄氧乙酸的合成路线

在冰水浴中将反应瓶冷却到0度,在10分钟内向溶解在四氢呋喃(100毫升)溶液中的氢化钠(60%分散在矿物油中,330毫摩尔)悬浮液加入苄醇(38.8毫升,375毫摩尔),注意反应会明显出现气泡,操作时应尽量保持反应瓶中的压力平衡,等待气泡停止冒出,在冷却的情况下,在10分钟内加入溴乙酸(150mmol)在四氢呋喃(50mL)中的溶液,加入完毕之后移除冰浴,在环境温度下搅拌该混合溶液12小时,然后往反应体系中慢慢地加入水(150mL)和正己烷(100mL)的混合溶液,将反应体系溶解在这个双相混合物中,分离出水层,用浓盐酸(12M,40mL)酸化水层,然后用乙醚(2×100 mL)萃取水层,用盐水(50 mL)清洗合并的有机萃取物,用无水硫酸镁干燥合并的有机萃取物,过滤除去硫酸镁固体浓缩合并的有机萃取物即可得到目标产物。[1]

图3 苄氧乙酸的合成路线

在装有磁力搅拌棒的8毫升烧瓶中加入醇(1.0毫摩尔)、1-羟基环己基苯基酮(408.5毫克,2.0毫摩尔)、氢氧化钠(80.0毫克,2.0毫摩尔)和1,2-二甲氧基乙烷(1.5毫升),用瓶盖密封烧瓶。让反应混合物在80度下搅拌反应,通过TLC监测反应的进展,直到没有观察到起始物质。将反应混合物冷却至室温,用水(30毫升)稀释冷却后的反应混合物,用乙醚(3×20毫升)萃取所得混合物,在酸化前除去1-(羟基(苯基)甲基)环己醇和1,2-二甲氧基乙烷,用12N 盐酸(166.7μL,2.0mmol)中和水层,用乙酸乙酯(3×20mL)提取水层,用盐水(20mL)清洗合并的有机相。将合并的有机相在无水硫酸钠上干燥,过滤合并的有机相,在减压下浓缩合并的有机相,柱层析分离纯化得到的残余物即可得到目标分子。[2]

图4 苄氧乙酸的合成路线

在搅拌状态下,用钠(91.96克,4.0摩尔)小心处理苯甲醇(1.2升),在加完苯甲醇和钠单质之后,将混合物加热至140℃,搅拌反应若干个小时,原位制备苯甲醇钠。反应结束后,将得到的苯甲醇钠溶液冷却至23℃,通过滴液漏斗在苄醇中加入氯乙酸(189.5克,2.0摩尔),煮沸反应混合物,将反应物加热至160℃,并保持160℃搅拌反应过夜,在130-180℃(3mbar)下蒸馏过量的苄醇。将如此获得的残余物溶于氢氧化钠水溶液(700毫升,1米),用乙醚(5x 100 mL)萃取该溶液5次,将剩余的水层通过加入稀盐酸将溶液的pH值调成酸性,然后用乙醚萃取混合物(1x 500 mL,2x 250 mL),分离出有机层乙醚,用无水硫酸钠干燥乙醚有机层,在减压下浓缩合并的有机相,柱层析分离纯化得到的残余物即可得到目标分子。[3]

用途

苄氧乙酸可用作医药化学和有机合成中间体,在合成转化中,结构中的羧基可以很容易地转化为酯基或者羟基等活性官能团,在已经报道的文献中,最常用的方法是将羧基转化成酰氯,然后通过酰氯的转化可以将苄氧基团连接到目标分子结构中去。此外,结构中的苄基基团可以再酸性条件下通过钯碳加氢的方式脱除,得到相应的羟基酸产物。

参考文献

[1] Seizert, Curtis A. and Ferreira, Eric M. Chemistry - A European Journal, 20(15), 4460-4468; 2014

[2] Tan, Wen-Yun et al Organic Letters, 23(17), 6648-6653; 2021

[3] Przybyla, Daniel and Nubbemeyer, Udo European Journal of Organic Chemistry, 2017(3), 695-703; 2017

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