甘油酸的合成及用途

简介

甘油酸为无色至淡黄色粘稠液体，易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂，微溶于乙醚；在微量对甲苯磺酸催化下可与甲醇回流酯化12 h，高产率生成甘油酸甲酯，常用于构建可聚合羟基酯单体或作为多官能团合成子进行后续分子修饰。

甘油酸的性状

合成

方法一：在100毫升双颈圆底烧瓶中进行转换，带水浴加热磁力搅拌，配有蠕动泵。向圆底烧瓶中加入甘油醛，0.10 g YCl3.6H2O和50 mL水。保持3.0% H2O2水溶液0.05 mL.min-1流速。保持NaOH（0.28 mol.L-1）流速0.1 mL.min-1，反应液pH为5.6。将反应器加热至90°C 60分钟，磁力搅拌速度为200转/分。过滤混合物以分离液体产品。对混合物进行定性和定量分析。每个反应和分析至少两次，得到标题化合物甘油酸[1]。

方法二：将甘油（1.31 mmol，1等量），水（1.5 mL），氢氧化钠（380 mg, 6.55 mmol，1.2等量）和环己酮（321 mg, 3.28 mmol，2.5等量）的混合物在氩气环境中混合。在加入[Rh(OTf)(trop2NH)(PPh3)]（0.00131 mmol, 1 mg, 0.001 equiv）之前，用氩气吹扫反应混合物10分钟。8小时后用核磁共振波谱法监测每个反应的进展。向反应混合物中加入水（20ml）。用乙醚（2×20 mL）提取混合物。蒸发水相。用丙酮和甲醇洗涤水相，得到白色的甘油酸钠晶体。将钠盐重新结晶并干燥。用1N HCl使水溶液酸化。将纯酸从NaCl中过滤，干燥得到甘油酸[2]。

用途

甘油酸在p-TsOH催化下与甲醇回流反应12 h，经闪柱层析纯化，得到其甲酯产物，用于后续有机合成或官能团转化。例如：在回流条件下加热甘油酸（65%溶于水）（25 mmol）和p-TsOH•H2O（237.5 mg, 2.5 mmol）在MeOH （10 mL）中的溶液。将反应混合物搅拌12小时。在真空中浓缩所得溶液。在硅胶（洗脱液：EtOAc-MeOH = 50:1 ~ 10:1）上用闪柱层析法纯化残渣[3]。

参考文献

[1] Continuous steady-state coproduction of glyceric and glycolic acids from biomass with high carbon efficiency. By: Xu, Shuguang; et al. Chemical Engineering Journal (Amsterdam, Netherlands) (2025), 523, 168225.

[2] Metal-Ligand Cooperation in the Catalytic Dehydrogenative Coupling (DHC) of Polyalcohols to Carboxylic Acid Derivatives. By: Trincado, Monica; et al. Chemistry - A European Journal (2011), 17(42), 11905-11913, S11905/1-S11905/16.

[3] Kinetic Resolution of Racemic Carboxylic Acids by an L-Histidine-Derived Sulfonamide-Induced Enantioselective Esterification Reaction. By: Ishihara, Kazuaki; et al. Organic Letters (2008), 10(15), 3191-3194.