亚硝酸叔丁酯的合成工艺介绍

简介

亚硝酸叔丁酯（TBN）作为一种高效绿色的多官能化试剂可以广泛地参与到各类有机转化之中，比如氧化反应、重氮化反应、亚硝化反应、硝化反应、肟化反应等。虽然它在有机合成中己经得到了广泛的应用，但仍有很大的发展潜力。本论文研究了TBN参与下的新型反应，包括：TBN催化羧酸的绿色酯化反应、一锅法实现TBN参与的分子内环加成构建异噁唑啉[1]。

合成

图1 亚硝酸叔丁酯的合成路线[1]。

方法一：将叔丁醇（37.0 g）和亚硝酸钠（38.0 g，0.6 mol）在150 mL H2O中的水溶液加入250 mL三颈烧瓶中。将反应混合物冷却至0°C。使用玻璃入口管从反应容器底部向混合物中加入硫酸（35%，68.0mL）2小时。黄色油状产物上升到水层之上。通过碱溶液（NaOH 10%）吸收系统中的气体。分离油性产品。用水（50 mL x 3）和碳酸氢钠水溶液（5%）（50 mL×3）洗涤油性产品，直至pH值为7。再次用水清洗油性产品。用硫酸钠干燥黄色液体。蒸馏黄色液体得到标题化合物亚硝酸叔丁酯。合成路线如图1所示。

方法二：将t-BuOH（11.79 g，150 mL）添加到浓。逐滴加入H2SO4（15.5克，84毫升，1.58摩尔）和H2O（8.4毫升），并加入亚硝酸钠溶液（12.0克，在47.5毫升H2O中）。添加过程中，将反应温度保持在0°C。将反应混合物加热至室温并搅拌过夜。分离aq。分层并用aq洗涤有机部分。NaHCO3（1.0g）和NaCl（5.4g）的水溶液（20.0mL）。干燥有机部分（Na2SO4）并在常压下蒸馏得到标题化合物亚硝酸叔丁酯。合成路线如图2所示。

图2 亚硝酸叔丁酯的合成路线。

脂族醇反应性较低的原因可追溯到形成脂族腈和叔丁醇的竞争亚硝基转移（方案2）。事实上，当TBN与等摩尔量的3-苯基丙醇在CDCl3中混合时，平衡很快建立为3-苯基丙基亚硝酸盐和3-苯基丙醇的3:1比例（K＝9），没有进一步变化。方案2。醇/亚硝酸盐平衡的NMR研究类似地，当等摩尔量的n-BuONO和n-BuOH混合时，n-BuONO和n-BuO的比例为3:1（K=0.11）。通过硅胶柱纯化得到标题化合物亚硝酸叔丁酯。合成路线如图2所示。

参考文献

[1] 郑永高. 亚硝酸叔丁酯参与的新型反应研究[D].苏州大学,2021.DOI:10.27351/d.cnki.gszhu.2021.003217.

[2] Holan, Martin; Jahn, Ullrich. Anaerobic Nitroxide-Catalyzed Oxidation of Alcohols Using the NO+/NO· Redox Pair. Organic Letters (2014), 16(1), 58-61 | Language: English, Database: CAplus and MEDLINE.