2-氰基乙酰乙酸乙酯的合成及用途

简介

2-氰基乙酰乙酸乙酯为白色粉末状固体，可溶于乙醇、乙酸乙酯等多数有机溶剂，是重要的有机合成中间体。2-氰基乙酰乙酸乙酯主要用于经还原反应制备3-羟基-2-氰基丙酸乙酯，与β-酮腈、芳基肼等发生环化反应构建多取代吡唑、吡啶等氮杂环化合物。

2-氰基乙酰乙酸乙酯的性状

合成

在配有磁力搅拌器的圆底烧瓶中，将（0.58 mmol）乙酰乙酸乙酯和（0.58毫摩尔）三乙胺溶解在25 mL甲醇中。将反应混合物回流24小时。向溶液中加入（0.58 mmol）乙酰乙酸乙酯和0.1 mL（0.75 mmol）Et2O。将反应混合物转移到分液漏斗中。将上述溶液逐滴加入装有冰浴和磁力搅拌器的（0.58 mmol）BrCN溶液中。搅拌混合物3小时。将反应混合物在室温下放置过夜以沉淀。过滤反应混合物，用冷水洗涤。干燥残渣，得到溴标题化合物2-氰基乙酰乙酸乙酯[1]。

用途

2-氰基乙酰乙酸乙酯作为关键中间体，经硼氢化钠还原制备含氰基与羟基的精细化工衍生物。例如：在0°C下，将NaBH4（4.88 g，129 mmol）加入搅拌的2-氰基乙酰乙酸乙酯（10.0 g，64.5 mmol）的乙醇（100 mL）溶液中。在室温下搅拌所得混合物5小时。减压浓缩至干。将残余物在乙酸乙酯（200mL）和水（50mL）之间分配。用盐水（50mL）洗涤分离的有机层。用无水Na2SO4干燥。减压浓缩混合物[2]。

此外，2-氰基乙酰乙酸乙酯作为关键合成原料，与β-酮腈衍生物、芳基肼衍生物在加热条件下参与环化反应，用于构建含氮杂环类目标化合物。例如：向圆底烧瓶中加入水中的β-酮腈衍生物（1当量，1 mmol）、芳基肼衍生物（1.1当量，1.1 mmol）和2-氰基乙酰乙酸乙酯。在105°C下加热12小时。通过TLC监测反应。原料消失后，将反应混合物冷却至室温。用乙酸乙酯萃取。用盐水溶液（25mL）洗涤合并的有机层，用无水Na2SO4干燥，减压浓缩。通过快速柱色谱法纯化粗产物，使用20%乙酸乙酯的己烷溶液作为洗脱剂[3]。

参考文献

[1] Hosseini, Yaser; et al. One-pot new barbituric acid derivatives derived from the reaction of barbituric acids with BrCN and ketones. Journal of the Chinese Chemical Society (Taipei, Taiwan) (2011), 58(3), 309-318.

[2] Adaligil, Emel; et al. Ribosomal Synthesis of Macrocyclic Peptides with β2- and β2,3-Homo-Amino Acids for the Development of Natural Product-Like Combinatorial Libraries. ACS Chemical Biology (2021), 16(6), 1011-1018.

[3] Chatterjee, Arpita; et al. Metal-free ring opening of 5-amino-1, 4-diaryl-1H -pyrazoles: A facile access to 2-aryl-3-arylazoacrylonitriles . Journal of Heterocyclic Chemistry (2022), 59(6), 1016-1024.