3-氨基巴豆酸乙酯的合成及其应用

简介

3-氨基巴豆酸乙酯的CAS号是7318-00-5，分子式是C6H11NO2，分子量是129.16，熔点是33-35°C(lit.)，沸点是210-215°C(lit.)，密度是1.022g/mLat25°C(lit.)，折射率是1.5-1.502，闪点是207°F，以及酸度系数(pKa)是5.32±0.70(Predicted) 3-氨基巴豆酸乙酯是一种在农药、医药和其他工业化学品合成过程中的重要活性中间体，特别适合于制备三氟甲基取代的杂环化合物[1]。

图1 3-氨基巴豆酸乙酯的结构式。

合成

图2 3-氨基巴豆酸乙酯的合成路线[2-3]。

方法一：将烷基乙酰乙酸酯4a-4c（2 mmol）（Merck，Darmstadt，德国）和乙酸铵（3 mmol）溶于5 ml乙醇中的溶液回流于10 ml乙醇中，并在90°C下剧烈搅拌24 h。然后，冷却反应混合物并除去乙醇。记录化合物的红外光谱以确认化合物的结构。然后，这些化合物立即用于后续反应。得到3-氨基巴豆酸乙酯。IR（KBr）：ν1716（C═O、酯），35113332 cm-1（NH2）。合成路线如图2所示。

方法二：在室温下将乙酰乙酸乙酯（48 mmol，6.24 g）和NH4OAc（240 mmol，18.4 g）存于甲醇（60 mL）中的溶液搅拌3天。在减压下蒸发溶剂后，用氯仿（50 mL）稀释残留物。过滤所得固体并用氯仿（2×30 mL）洗涤。用水、1M KH2PO4溶液、盐水洗涤合并滤液，并用无水硫酸钠干燥。溶剂蒸发得到中间体3-氨基巴豆酸乙酯，用于下一步，无需进一步纯化。合成路线如图2所示。

方法三：将乙酰乙酸乙酯（25 g，0.192 mol）和氨基甲酸铵（73.99 g，0.950 mol）在无水乙醇（320 mL）中的溶液回流30小时。减压下去除溶剂，将残留物溶解在水中（200 mL），并用CHCl3（3×100 mL）萃取。用（Na2SO4）干燥有机层，并在减压下蒸发。残渣经分馏提纯，得到标题化合物3-氨基巴豆酸乙酯。收率：透明液体（20 g，81%）。m、 p.32-35°C 1H-NMR（CDCl3）：δ4.52（s，1H，2-H），4.05（q，2H，COOCH2CH3），1.91（s，3H，CH3（NH2）C═C） ，1.22（t，3H，COOCH2CH3）。合成路线如图2所示。

图3 3-氨基巴豆酸乙酯的合成路线[4]。

将乙酰乙酸乙酯（25 g，0.192 mol）和氨基甲酸铵（73.99 g，0.950 mol）在无水乙醇（320 mL）中的溶液回流30小时。在减压下除去溶剂，将残留物溶解在水中（200 mL），并用CHCl3（3×100 mL）萃取。用（Na2SO4）干燥有机层，溶剂蒸发得到终产物3-氨基巴豆酸乙酯。合成路线如图3所示。

图4 3-氨基巴豆酸乙酯的合成路线[5]。

在回流下加热乙醇（55 ml）中的β-烯胺二酯4（0.05 mol）和乙醇钠（3.74 g.0.055 mol）过夜。蒸发溶剂后，加入水（100 ml）。用氯仿（3×40 ml）提取所得混合物，并用硫酸钠干燥。然后蒸发掉。对粗产品进行蒸馏或再结晶（表2）。使用4k。对粗产品进行蒸馏或再结晶（表2）。使用4k，使用化学计量量的乙醇钠，并将混合物在回流下加热10 h。得到化合物3-氨基巴豆酸乙酯，产率81%。合成路线如图4所示。

应用

3-氨基巴豆酸乙酯是一种非常重要的有机化工中间体，具有酯、酰和氨的三重性质，常用于成环反应，应用面广[6-7]。由于3-氨基巴豆酸乙酯可合成一种尿嘧啶类新型除草剂(苯嘧磺草胺)，靶向作用强，选择性强，毒性弱，2010年已在阿根廷、智利、尼加拉瓜和美国等国批准上市。3-氨基巴豆酸乙酯还可用于合成治疗病毒感染和癌症Toll样受体激动剂，也可作杀虫剂，在农药和医药等领域发挥一定的作用[8-9]。虽然有些局限于农药方面的应用，但是随着科技的进步，其用途会被更大地挖掘出来，并最终提高市场份额，因此对其合成工艺及应用领域的深入开发和研究还是十分有价值的。

参考文献

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[9] A. Yamakawa, Y. Otsuka, Method for manufacturing 2,2,2-trifluoroethyl ketone compounds, Sagami Chemical Research Institute, Japan; Tosoh F-Tech Inc. . 2016, p. 33pp.