3-丁炔-2-醇的合成和毒性

简介

3-丁炔-2-醇是一种重要的含氟精细化工原料。3-丁炔-2-醇用作新一代绿色环保发泡剂、制冷剂、高温热泵工质、离心式冷却器及灭火剂等。通常3-丁炔-2-醇代CFC-11的新型绿色环保发泡剂和电子气体等[1]。3-丁炔-2-醇有潜力替代SF6用作环保型绝缘气体，还可用于制备含双三氟甲基类化合物、耐腐蚀性新型材料、聚合催化剂等，在医药、农药等含氟精细化学品合成方面具有较高的应用价值[2]。

图1 3-丁炔-2-醇的结构式。

合成

图2 3-丁炔-2-醇的合成路线[3]。

向用于固相合成的烧结反应容器中的Merrifield树脂（1或2%DVB，500mg，0.60mmol）在干燥DMF（10mL）中的悬浮液中加入NaH（60%在矿物油中，120mg，3mmol）和KI（20mg，0.12mmol）。滴加炔醇（3.0mmol），并将所得浆料振荡2天。用0.5mL水淬灭反应。将聚合物过滤并洗涤（DMF:H2O 1:1，THF，MeOH，DCM），然后直接用于下一步（Sonogashira偶联或羰基钴络合）。取出一个小样本，干燥，并通过IR（KBr颗粒）进行分析确证所得化合物为3-丁炔-2-醇。合成路线如图2所示。

图3 3-丁炔-2-醇的合成路线[4]。

将酮（5.00 mmol）溶解在50 mL圆底烧瓶中的THF（50 mL）中。将混合物冷却至-78°C。在-78°C下向混合物中滴加乙炔基氯化镁（5.5 mL，5.5 mmol，0.6 M甲苯溶液）。将混合物移至0°C。将混合物搅拌1.5小时。向混合物中加入饱和NH4Cl水溶液（10mL）。用EtOAc（20 mL×3）萃取整个混合物。用盐水（10mL）洗涤合并的有机层。用Na2SO4干燥合并的有机层。过滤合并的有机层。真空浓缩合并的有机层。使用石油醚和乙酸乙酯作为洗脱剂，通过硅胶柱色谱纯化残留物制得3-丁炔-2-醇。合成路线如图3所示。

功能

3-丁炔-2-醇是一种重要的含氟精细化工原料，广泛地用于含双三氟甲基堆块的合成，也可用于合成ODS替代品的中间体和含氟聚合物的单体。3-丁炔-2-醇与其他物质可合成具有特殊功能的氟烯酯类化合物单体，也可用于制备具有催化性能的化合物。此外，3-丁炔-2-醇是一种重要的含氟中间体[5]。目前，对3-丁炔-2-醇的开发和研究仍处于初级水平。还可用作环保型绝缘气体。因此，开展3-丁炔-2-醇的合成和应用研究，对化工企业的发展有着较为重要的意义[6]。

环境毒理

通过实时定量PCR检测暴露于3-丁炔-2-醇96 h 时的斑马鱼胚胎中雌激素受体基因（ERα和 ERβ1）的m RNA表达。随着3-丁炔-2-醇暴露浓度的升高，ERα m RNA表达量呈现先升高后下降的趋势，而 ERβ1 m RNA 表达量则极显著下降（p < 0.01）；随着3-丁炔-2-醇暴露浓度的升高，ERα m RNA和ERβ1 m RNA表达量极显著下降（p < 0.01）。最后，在暴露于3-丁炔-2-醇96 h 时的斑马鱼胚胎中检测了抗氧化酶的 m RNA表达和活性。结果表明，抗氧化酶基因 CAT 和 GPX 的 m RNA 表达量随着3-丁炔-2-醇的暴露浓度的升高逐渐下降；而抗氧化酶基因SOD 的 m RNA 表达量随着3-丁炔-2-醇的暴露浓度的升高逐渐升高。相应地，3-丁炔-2-醇暴露后，T-SOD 和CAT的活性下降。 同时，高剂量3-丁炔-2-醇暴露可增强 T-SOD 活性，3-丁炔-2-醇暴露后可降低CAT，这与 m RNA 水平的变化一致。总而言之，急性3-丁炔-2-醇暴露，可升高斑马鱼胚胎的死亡率、降低孵化率，影响心率，导致胚胎发育畸形，下调雌激素受体基因（ERα、ERβ1）转录表达，调控抗氧化酶（SOD、CAT 和 GPX）的基因表达及活性，从而影响斑马鱼胚胎的生长发育并引起内分泌干扰效应和氧化损伤[7-9]。

参考文献

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[9] K. Mayer, C. West, F.E. Marshall, G. Sedo, G.S. Grubbs Ii, L. Evangelisti, B.H. Pate, Accuracy of quantum chemistry structures of chiral tag complexes and the assignment of absolute configuration, Phys. Chem. Chem. Phys. 24(45) (2022) 27705-27721.