反式-2-苯基环丙烷-羧酸的制备

背景及概述

具有环丙烷结构的化合物是一种重要的生物代谢中间体，广泛存在于许多植物霉菌和细菌等微生物体内，三元环是一种具有很好生物活性的结构单元，三元环的反应活性不仅因为它具有类似于链状双键的化学性质，同时还具有易重排的特点。反式-2-苯基环丙烷-1-羧酸是典型的环丙烷结构化合物。英文名称：trans-2-Phenyl-1-cyclopropanecarboxylic Acid，CAS号：939-90-2，分子式：C10H10O2，分子量：162.185，外观与性状：白色至米色结晶粉末，密度：1.25 g/cm3，沸点：317.1ºC at 760 mmHg，熔点：86-88 °C(lit.)。

制备

以肉桂酸为起始物料，经甲酯化、环丙烷化及水解反应制备得消旋体2-苯基环丙烷-羧酸，后经手性拆分制备得到目标化合物反式-2-苯基环丙烷-羧酸[1]。2-苯基环丙烷-羧酸合成反应式如下图：

图1 2-苯基环丙烷-羧酸合成反应式

实验操作：

肉桂酸甲酯的制备

肉桂酸(10.0g, 0.1mol)溶于(9.6g, 0.3mol)甲醇中 在回流温度下滴加三氯氧磷(4.0mL) 30 分钟滴完 保持回流至无氯化氢气体逸出为止 需 4~5 小时 反应完毕 反应液加入饱和氯化钠溶液盐析分出上层有机层 用饱和碳酸钠溶液中和 再用饱和氯化钠溶液洗至中性 得粗品 10.5g 减压精馏 230mmHg 下收集 372~373K 馏分 可得纯品的肉桂酸甲酯。

2-苯基环丙烷甲酸甲酯的制备

在反应瓶(带冷凝管)中依次加入锌粉(26.2g 0.4mol)氯化亚铜(3.96g 0.04mol) 二溴甲烷(17.4g,0.1mol) 乙醚 20mL 在搅拌下慢慢滴加乙酰氯(0.63g 0.008mol) 滴加完毕 升温至回流 反应液颜色加深后 快速滴加肉桂酸甲酯(11.4g 0.1mol)-乙醚(15mL)溶液 接着滴加二溴甲烷(35.0g,0.2mol)-乙醚(15mL)溶液 30min滴完 反应 3h 反应液冷却后加入饱和氯化铵溶液除去锌盐 过滤分出有机层 有机层用 10 碱液中和后 用饱和氯化钠溶液洗至中性 干燥 蒸出溶剂 得到粗品不需提纯 直接用于下一步合成

2-苯基环丙烷甲酸的制备

将环丙烷化反应得到的粗品加入 10 的氢氧化钠水溶液(50mL) 在 353K 反应 2h 反应液用浓盐酸酸化至 pH 1 用乙醚萃取后 分出有机层 有机层用饱和食盐水洗至中性 干燥 浓缩 减压精馏 收集 355~356K 5mmHg 的馏分 得到无色液体 即2-苯基环丙烷甲酸 6.1g。

参考文献

[1] Concellon, Jose M.; Rodriguez-Solla, Humberto; Simal, Carmen Organic Letters, 2007 , vol. 9, # 14 p. 2685 - 2688