环戊烷甲酸甲酯的合成与应用

介绍

环戊烷甲酸甲酯的分子式为C7H12O2，它具有酯基和环戊烷基团。外观为无色油状液体。

图一 环戊烷甲酸甲酯

合成

在装有无水CaCl2管的烘箱干燥烧瓶中，向环戊烷羧酸（9.5 mL，87.6 mmol）的无水CH2Cl2（100mL）溶液中滴加草酰氯（8.8 mL，105.1 mmol），然后滴加2滴DMF。7小时后，将所得混合物真空浓缩，残余物用MeOH（25mL）溶解。19小时后，将混合物真空浓缩，将残余物溶解在CH2Cl2（100mL）中，然后用饱和NaHCO3和盐水洗涤。将合并的有机层用无水Na2SO4干燥，过滤并真空浓缩。残余物通过简单蒸馏纯化，得到环戊烷甲酸甲酯（9.5g，74.3mmol，85%收率），为无色油状物[1]。

图二 环戊烷甲酸甲酯的合成

将化合物19.8g（0.15mol）氯环己酮、甲醇60ml、10.8g（0.2mol）甲醇钠加入250ml三颈烧瓶中，搅拌，控制0-5°C搅拌2小时，然后加热至20-30°C并搅拌2小时。数小时后，反应完成，减压浓缩，加入60g水，用二氯甲烷萃取两次，浓缩有机相，减压蒸馏，得到16.8g产物环戊烷甲酸甲酯，收率88%[2]。

图三 环戊烷甲酸甲酯的合成2

应用

在-78°C下，在氮气下加入BuLi（197 ml，316 mmol，1.6 M的己烷溶液），使其在650 ml无水THF中含有二异丙胺（53.1 ml，373 mmol，1.3 eq.）。将混合物在相同温度下搅拌1小时。通过加料漏斗A在350ml无水THF中滴加环戊烷甲酸甲酯（36.8g，287mmol）。将混合物在-78°C下搅拌2小时。然后，滴加30ml含甲基碘的THF（26.8ml，431mmol）。将温度保持在-78°C 1小时，然后在16小时内缓慢升温至室温。粗物质通过短硅胶塞过滤，去除溶剂。残余物用乙醚（300mL）和水（200mL）稀释，有机物提取三次。用盐水洗涤有机层。用MgSO4干燥。真空除去大部分溶剂，过滤出白色固体。产物在滤液中。在真空中除去溶剂，获得无色油状的1-甲基环戊烷-1-甲酸甲酯（34.5g，85%收率），该产物无需进一步纯化即可使用[3]。

图四 环戊烷甲酸甲酯的应用

参考文献

[1]Lo Y K ,Ye L ,Yang D .Palladium-Catalyzed Aerobic Oxidative Cyclization of Aliphatic Alkenyl Amides for the Construction of Pyrrolizidine and Indolizidine Derivatives[J].Synlett,2017,28(13):1570-1575.

[2]张树,岳荣耀,缪军锋,等.一种环戊甲酸的合成方法[P].湖北省:CN202210810284.5,2022-09-06.

[3]P-L·T·布德罗 ,斯科特·约瑟夫 .有机电致发光材料和装置[P].美国:CN201811445260.4,2019-06-28.