氰乙酸叔丁酯的合成与应用

简述

氰乙酸叔丁酯的化学式为C₇H₁₁NO₂，分子量为141.17，常温常压下表现为无色至淡黄色液体。关于该物质，其部分物理数据如下：密度0.988，沸点107-108℃，闪点113.613℃，蒸汽压：0.003mmHg at 25℃，折射率1.420。

合成方法

方法一

以氰乙酸甲酯，叔丁醇为原料，在催化剂叔丁醇钾催化下酯交换得到氰乙酸叔丁酯。适宜的反应条件为：反应温度为150℃，反应时间为12h，在此条件下，氰乙酸叔丁酯的收率达95%[1]。

方法二

将氰乙酸与异丁烯在路易斯酸存在下于有机溶剂中进行催化酯化反应也可以得到氰乙酸叔丁酯。该方法的原料价廉易得，反应条件温和，操作简便，后处理简单，成本低，产品收率高及纯度高，易于工业化生产[2]。

应用

氰乙酸叔丁酯是重要的有机合成原料。其与邻硝基取代卤苯反应，经酯解脱羧过程制得2-硝基取代苯乙腈。与目前合成技术相比，这种方法使用的原料毒性更小，反应条件更温和，副产物也更少。另外，降低成本，简化流程的基础上，制得的2-硝基取代苯乙腈还更易于纯化，反应收率能够达到85%以上[3]。此外，氰乙酸叔丁酯还可用于合成5-碘-2-吡啶乙酸，并且以其为原料的制备方法能够解决5-碘-2-吡啶乙酸无法采用合硅胶色谱柱纯化制备的技术问题。具体合成方法包括以下步骤：二甲基亚砜做反应溶剂，氰乙酸叔丁酯和氢化钠反应，生成的中间体再和2-溴-5-碘吡啶反应，产物在盐酸溶液中进行加热脱羧，氰基水解，最后生成目标化合物5-碘-2-吡啶乙酸。作为价格昂贵的医药中间体，5-碘-2-吡啶乙酸在化学制药领域有广泛的应用前景，可用于合成KX2391，一种高选择性的Src激酶抑制剂[4]。

在合成的基础上继续研究，研究人员发现了氰乙酸叔丁酯在医药领域的应用价值。医药中间体技术领域报道了一种肌肽中间体及其肌肽的制备，包括如下步骤：将L-组氨酸和氰乙酸叔丁酯在催化剂的作用下进行酰化反应，制得肌肽中间体；其中添加异烟酸和4-氯嘧啶作为催化助剂。在制备肌肽中间体时使用异烟酸和4-氯嘧啶作为助剂，获得的肌肽中间体得率大幅提高，将肌肽中间体加入催化剂催化加氢还原即得肌肽。将所得肌肽与茶氨酸，马钱苷酸共同制备的组合物具有抗氧化和美白的作用[5]。

参考文献

[1]李娟,李成果,董津,等.氰乙酸叔丁酯的合成研究[J].精细与专用化学品, 2014(4):3.DOI:10.3969/j.issn.1008-1100.2014.04.011.

[2]陈芬儿,刘敏杰,程荡,等.一种氰乙酸叔丁酯的合成方法.CN202011555329.6.

[3]杜葩.2-硝基取代苯乙腈类化合物的制备方法:CN200710173241.6[P].CN101219967A.

[4]张艳章,韩永晓,袁志文,等.氰乙酸叔丁酯的合成方法综述[J].精细与专用化学品, 2019(5):3.DOI:CNKI:SUN:JXHX.0.2019-05-016.

[5]王辉平,周永兵,黄毅,等.肌肽中间体及其肌肽的制备,用途:CN202111586150.1[P].CN114213335B.