丁二酸單酯酰氯的合成

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1、丁二酸單酯酰氯的合成1引言2試驗部分3結論引言1.1簡介5-氨基乙酰丙酸，簡稱ALA，為一酮氨酸結構，是生物化學中至關重要的化合物。它的結構如下：ALA是一種含氧和氮的碳氫化合物,它是所有卟啉化合物的共同前體，廣泛存在于細菌、真菌、動物及植物等生物機體活細胞中。它可以通過生物途徑合成,也可以人工化學合成,沒有毒副作用,易降解無殘留,天然無污染,因而受到國內(nèi)外學者及產(chǎn)業(yè)界的廣泛關注,具有廣闊的應用前景和市場開發(fā)前景。1.25-氨基乙酰丙酸的應用和開發(fā)前景1.2.1在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用1.2.2在醫(yī)學領域的應用1.2.3在有機合成中的應用1.2.1在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用除草劑：可以選擇性

2、地除去雙子葉植物類的雜草，而對多屬于單子葉植物類的農(nóng)作物無害。殺蟲劑：落葉劑：避免了通過人為振搖對作物帶來的損害，又提高了工作效率。增產(chǎn)劑：低濃度的5-ALA可促進多種作物生長并增加產(chǎn)量。其它：可增加植物抗逆性，如抗冷性、抗鹽性等。1.2.2在醫(yī)學領域的應用5-ALA作為光動力治療藥物，已成功應用于腫瘤和非腫瘤疾病的治療。1.2.3在有機合成中的應用5-ALA的結構中含有活潑的氨基和羧基，是重要的有機合成中間體。它可與環(huán)狀的或鏈狀的β-二酮類化合物反應得到四氫吡咯衍生物。1.35-氨基乙酰丙酸的合成開發(fā)沿革用于合成5-ALA年的起始原料很多,從上一世紀50代開始,研究者就先后以

3、馬尿酸、琥珀酸、四氫糠胺及乙酰丙酸等為原料合成了ALA；但是，由于至今尚未建立工業(yè)化的ALA制備方法，故目前無法大量供應，由此也影響了如今的應用研究。為了建立起ALA的工業(yè)生產(chǎn)方法，在此將它的化學合成方法的制備工藝進行介紹。1.3.1以乙酰丙酸作為起始原料先將羧基保護后進行溴化，隨后經(jīng)Gabriel合成由?；笞?yōu)榘被Ｈ欢?，此法須?jīng)4步工藝，并由于溴化缺乏選擇性，存在著收率低的問題。1.3.2以琥珀酸為起始化合物將一個羧基通過酯化進行保護，另一羧基經(jīng)鹵化，再經(jīng)氰化后通過還原、水解制取ALA。該反應中因一半進行酯化及分離難度甚大，再則須經(jīng)過不穩(wěn)定的酰鹵化合物，以及需用鋅粉進行還

4、原的酰胺化反應，合成也需5步反應，故也難以工業(yè)化。1.3.3由2-羥基吡啶為起始原料該法系經(jīng)過2，5-二乙基哌啶二酮，再經(jīng)還原，開環(huán)制取ALA。其存在著2，5-二乙基哌啶二酮極不穩(wěn)定及各步收率均較低的不足。1.3.4糠胺為原料該法通過在甲醇中保護氨以基，再經(jīng)溴氧化后用鉻酸鹽進行氧化、開環(huán)、還原、脫保護基而制得。該法在實驗室中容易實施，但在工業(yè)生產(chǎn)中存在著氧化劑的成本及含鉻廢水的處理等問題。1.3.5以四氫呋喃胺為原料該法需經(jīng)3步反應制取ALA，所用的氯化釕催化劑價格昂貴，且回收亦困難；再則，其大量使用過碘酸鈉作為氧化劑，該氧化劑的成本問題，在工業(yè)上也必須予以考慮。以上這些方法，

5、它們的收率均不到50%，故其成本問題也是在工業(yè)化中必須予以考慮的。1．4該課題實驗內(nèi)容考慮到琥珀酸酐國內(nèi)易得，價格低，以其為原料合成ALA時，操作比較簡單，各步收率均較高，所得產(chǎn)品質量較穩(wěn)定，因此該實驗選擇琥珀酸酐作為起始原料合成ALA。合成路線為：按照該合成路線的要求，實驗合成第一步反應中間體——丁二酸單酯酰氯，然后優(yōu)化實驗條件，建立一種實驗費用低、操作時間短，更簡便、快捷、實用的合成5-氨乙酰丙酸的方法，為5-氨基乙酰丙酸的工業(yè)化提供基礎。實驗部分合成了丁二酸單乙酯酰氯和丁二酸單甲酯酰氯，通過分別討論各實驗步驟的物料比、反應時間及反應溫，找到了各步反應的最佳實驗條件，并對實

6、驗結果做了總結。試驗部分丁二酸單乙酯酰氯的合成丁二酸單甲酯酰氯的合成2．1丁二酸單乙酯酰氯的合成2.1.1丁二酸單乙酯的合成試驗原理及步驟丁二酸酐與無水乙醇發(fā)生酯化反應生成丁二酸單乙酯，反應方程式如下：在裝有電動攪拌器，回流冷凝器和溫度計的250ml三口燒瓶中加入50g丁二酸酐和36ml無水乙醇，緩慢升溫至無水乙醇回流；在丁二酸酐完全溶解后，溫度升至85℃，反應2h；反應完畢后，將反應混合物倒入單口燒瓶中，旋轉蒸發(fā)蒸出過量的乙醇，在真空度為0.095MPa下，減壓蒸餾收集145℃～147℃的餾分，稱重計算產(chǎn)率。2.1.2丁二酸單乙酯酰氯的合成試驗原理及步驟酰氯可由羧酸與三氯化磷

7、、五氯化磷或二氯亞砜(SOCl2)作用制得。其中氯化磷的沸點較低，適合于制備低沸點的酰氯；二氯亞砜制備酰氯的反應中其副產(chǎn)物都是氣體，容易分離和提純，所以本文選二氯亞砜作為反應原料。二氯亞砜活性較低，為提高反應收率使其過量參與反應；由于二氯亞砜的強腐蝕性、強揮發(fā)性，反應需在良好的通風條件下進行。丁二酸單乙酯與氯化亞砜發(fā)生?；磻啥《釂我阴ヵＢ?反應方程式如下：在裝有電動攪拌，回流冷凝器(裝有尾氣吸收裝置)，溫度計和恒壓滴液漏斗的250mL四口瓶中加入36g丁二酸單乙酯，向恒壓滴液漏斗中加