2-氯烟酸乙酯的合成及其应用

简介

2-氯烟酸乙酯是一种重要的绿色环保溶剂和工业中间体，广泛应用于有机合成、医药、农药和化工等工业领域[1]。2-氯烟酸乙酯内生基团能进行多种基化反应、缩合反应、缩合环化反应等[2]。目前，有关2-氯烟酸乙酯的制备、设备改进、产品应用及其衍生产品的应用研究较多。

图1 2-氯烟酸乙酯的结构式。

合成

图2 2-氯烟酸乙酯的合成路线[3-5]。

方法一：在100ml圆底烧瓶中加入1.0 mol的羧酸6(a-q)到10ml乙醇中。为此，在室温下加入催化量的高浓度H2SO4，在85℃下回流加热，连续搅拌3-4 h。3 h后，用乙酸乙酯-己烷(3:7)体系薄层色谱(TLC)对反应进行监测。继续搅拌，直到TLC显示反应完成。然后让反应混合物达到室温。在减压下蒸馏乙醇，将残渣溶于水，然后用乙酸乙酯提取两次。合成的有机溶液用饱和的NaHCO3溶液洗涤，最后用水洗涤，然后在无水Na2SO4上干燥。真空脱除溶剂，得到目标化合物2-氯烟酸乙酯，产率92%。合成路线如图2所示。

方法二：将2-氯吡啶-3-羧酸(1当量)和SOCl2(5当量)在苯中的混合物在100℃下加热3小时。3小时后，Ivent在真空中除去，然后加入乙醇(5卷)滴入反应混合物中，在回流温度下进一步加热1小时。然后在真空中除去溶剂，将产品溶解在甲苯(10卷)中，溶液在硫酸钠和浓缩液上干燥得到油化合物2-氯烟酸乙酯。合成路线如图2所示。

方法三：将2-氯烟酸(10.0 g, 64 mmol)加入到乙醇(200 mL)溶液中，然后加热回流24小时。在溶剂蒸发后，依次用10%碳酸氢钠水溶液和饱和盐水溶液洗涤所制备的残渣中加入乙醚。有机层干燥，溶剂蒸发制备的残渣用硅胶柱层析(己烷/乙酸乙酯=5/1)纯化，得到油状标题化合物2-氯烟酸乙酯(8.4 g, 72%)。1 H - NMR (DMSO-d6)δ:1.33 (t, J = 7.2 Hz,3 H), 4.36 (q, J = 7.2 Hz,2 H), 7.58 (dd, J = 7.7, 4.8 Hz,1 H), 8.25 (dd, J = 7.7, 1.8 Hz,1 H), 8.59 (dd, J = 4.8, 1.8 Hz,1 H)。合成路线如图2所示。

图3 2-氯烟酸乙酯的合成路线[6]。

向2-氯烟酸（5 g，31.7 mmol，Aldrich）和二甲基甲酰胺（50 mL）的溶液中分别加入碳酸钾（6579 g，47.6 mmol）和碘化乙酯（3.8 mL，47.7 mmol）。将反应混合物在室温下搅拌3天。加入水（约50 mL），用乙醚（2×75 mL）萃取产物。合并的有机相用盐水（1×50ml）洗涤，用无水硫酸镁干燥。滤出固体，在减压下浓缩滤液，得到黄色油状的2-氯烟酸乙酯。合成路线如图3所示。

应用

2-氯烟酸乙酯是重要的酯系物质，黄色透明、低毒易燃液体，具有一般酯的通性。2-氯烟酸乙酯分子中含有乙基、乙氧基、羰基和羰乙氧基，化学活性强，是常用的碳酰化、烷基化和羰酰化试剂[7]。2-氯烟酸乙酯也是吸湿性强的非质子环保型溶剂，用作硝化纤维素、纤维素醚和各类树脂等。2-氯烟酸乙酯分子中含氧量高，黏度较低，化学稳定性良好，能提高燃料的燃烧性能，显著改善电解液的倍率性能和低温性能[8]。2-氯烟酸乙酯还能够聚合成聚碳酸酯类高附加值化学品，广泛应用于高性能树脂、医药、农药、合成材料、染料、涂装、润滑油添加剂、食品添加剂、燃油工业、电子化学品等领域[9]。2-氯烟酸乙酯具有绿色化学特点，在储能电池中得到广泛应用。此外，半导体制造中，蚀刻溶剂常使用2-氯烟酸乙酯，在衬底上形成源极/漏极结构和在源极/漏极结构上形成金属层，溶剂去除金属层的未反应部分，源极/漏极结构的顶部被金属层覆盖，源极/漏极结构的侧壁被氧化膜覆盖[10-11]。

参考文献

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