异腈基乙酸甲酯的有机反应

理化性质

异腈基乙酸甲酯又称异氰基乙酸甲酯，英文名：Methyl isocyanoacetate，CAS号：39687-95-1，分子量：99.088，密度：1.09g/mL at 25°C(lit.)，沸点：75-76°C 10mmHg(lit.)，分子式：C4H5NO2，闪点：193°F，透明黄色至棕色液体，可与有机溶剂混溶，与水微混溶，密闭保存于阴凉干燥环境中。

反应案例^[1~2]

一、郭晓川研究了以异腈基乙酸甲酯和1-萘甲酰氯为原料合成了5-(萘基-1)嗯唑-4-羧酸甲酯，继续对5-(萘基-1)嗯唑-4-碳酰肼直接肼解得到5-(萘基-1)嗯唑-4-碳酰肼，然后引入不同的醛类，合成了三种性能优秀的荧光探针。这些探针在合成、选择性、灵敏性以及功能性等方面都具有独特的优势，在不同pH环境中都可以识别目标离子，同一个荧光探针在不同体系中表现出不同的光学现象，如荧光增强、荧光淬灭、发射波长红移等。其操作如下：第一步，异腈基乙酸甲酯(0.41g，4.0mmol)溶于5mL四氢呋喃(THF)，加入三乙胺(1.23g，12.2mmol)搅拌均匀，1-萘甲酰氯(0.762g，4.0mmol)溶于5mL THF慢慢滴加进上述混合液中，室温搅拌48小时后，旋蒸除去THF，加30mL三氯甲烷溶解，用稀Na2CO3溶液洗涤，水洗、干燥、萃取出油相进行减压蒸馏除去三氯甲烷，得到5-(萘基-1)嗯唑-4-羧酸甲酯，未纯化直接用于下一步反应。第二步，上步产物溶解在20mL乙醇中，加入6mL 80%的水合肼加热回流6小时，降温后析出白色固体，反应结束后过滤得到5-(萘基-1)嗯唑-4-碳酰肼(0.6g，产率60.0%)。

二、2-咪唑啉结构存在于许多重要的活性天然产物中，并且广泛应用于生物活性二氨基酸衍生物的制备，因此，对于2-咪唑啉衍生物的制备具有重要意义。异氰基羧酸酯和亚胺不对称Mannich反应是获得2-咪唑啉化合物的重要方法。1996年，Hayashi等报道了金属催化异腈基乙酸甲酯与N-Ts芳香酰亚胺的不对称Mannich反应，以>99: 10dr的非对映选择性得到了cis构型的主产物。2010年，Lu等首次报道了有机催化的异腈基乙酸甲酯与N-Ts芳香醛亚胺的不对称Mannich反应，以最高70%ee(对映体过量值)的对映选择性得到trans-构型的2-咪唑啉。目前，有机催化该类反应获得光学活性2-咪唑啉的报道很少，2012年，Nakamura报道了手性硫脲衍生物有机催化异氰基乙酸甲磺酰酯与N-2-世啶磺酰基亚胺的不对称Mannich反应，得到了最高达96%ee对映选择性。

王黎明等人在有机催化异腈基乙酸甲酯与芳香醛亚胺的不对称Mannich反应中，介绍了一种通用型合成方法，操作如下：于5mL圆底烧瓶中依次加入异腈基乙酸甲酯(0.22mmol)、催化剂(0.02mmol)、不同取代苯甲醛亚胺(0.20mmol)、分子筛(200mg)和甲苯(0.5mL)，室温搅拌反应24h，薄层色谱(TLC)监测。反应结束后，经硅胶柱层析分离，V(正己烷):V(乙酸乙酯)=12:1洗脱，得到不对称Mannich反应的油状产品3a-3k。

参考文献

[1]郭晓川. 具萘噁唑羧酸衍生物的合成及性质[D]. 山东:济南大学,2022.

[2]王黎明,穆宏文,卢栋泽,等. 有机催化异氰基乙酸甲酯与芳香醛亚胺的不对称Mannich反应[J]. 应用化学,2019,36(7):758-763. DOI:10.11944/j.issn.1000-0518.2019.07.180340.