双环[1.1.1]戊烷-1,3-二羧酸的制备与酯化反应

双环[1.1.1]戊烷-1,3-二羧酸是一种具有三维立体环状骨架的二羧酸类化合物，可在缩合剂的作用下和醇类物质等发生酯化或者酰胺化反应，可用于双环[1.1.1]戊烷-1,3-二羧酸酯类生物活性分子的制备，在关于双环[1.1.1]戊烷的基础化学研究领域中有较好的应用。

合成方法

图1 双环[1.1.1]戊烷-1,3-二羧酸的合成方法

将NaOH溶液（1kg, 24.6 mol， 15.0当量）在3.5 L水中冷却至20°C，然后向溶液中滴入液溴（2kg, 12.3 mol， 7.5当量），将混合物搅拌3小时。将混合物冷却至0°C。向混合物中滴入1,1'-（双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基）双酮（250.0 g）二恶烷（1l）溶液。将混合物搅拌一夜，然后用二氯甲烷（3 × 3 L）萃取反应混合物三次。使水溶液酸化，然后用乙酸乙酯（3 × 3 L）萃取水溶液。在减压下浓缩有机层，然后在正己烷（1l）中洗涤残留物，最后在二氯甲烷（1l）中洗涤且滤掉白色沉淀物。浓缩水层且用乙酸乙酯（2 × 1 L）提取水层，所得的有机层在真空下进行浓缩处理即可得到目标产物分子双环[1.1.1]戊烷-1,3-二羧酸。[1]

酯化反应

在一系列的三维骨架结构中,双环[1.1.1]戊烷(BCP)由于其具有高膜渗透性，高水溶性和更好的代谢稳定性等特点，可作为1,4-二取代苯基,内炔基和叔丁基的生物电子等排体。将双环[1.1.1]戊烷-1,3-二羧酸（200.0 g）溶于干燥的甲醇（3l）中，然后在20-40℃下将二氯亚砜（457.0 g, 3.84 mol， 3.0当量）缓慢地滴入到上述反应混合物中。将混合物在室温下搅拌一夜，反应结束后在减压下浓缩反应混合物。然后将反应混合物溶解在混合正己烷中：甲基叔丁基醚 = 1:1的混合溶液中。用硅胶过滤所得的反应混合物，把混合物浓缩并将所得的剩余物通过硅胶柱层析法进行分离纯化即可得到酯化的目标产物分子。[2]

参考文献

[1] Ripenko, Vasyl; et al, Journal of Organic Chemistry (2021), 86(20), 14061-14068.

[2] 叶飞.双环[1.1.1]戊烷骨架的性质及研究进展[J].四川师范大学学报（自然科学版）, 2024, 47(4):437-450.