CAS:6148-64-7
分子式:C5H7KO4
分子量:170.20
中文名稱: 丙二酸單乙酯鉀鹽
單乙基丙二酸單鉀鹽
英文名稱: ethyl potassium malonate
monoethyl malonate potassium salt
potassium monoethyl malonate
性狀描述: 類白色結晶粉末,熔點194℃,沸點237.2℃,閃點100.8℃,可溶于水。
生產工藝:通過丙二酸二乙酯在氫氧化鉀的作用下生產。
制備:1、稱取丙二酸二乙酯(20.00g,0.12mol)置250mL反應瓶中,加入無水乙醇30mL溶解后,室溫攪拌下滴加KOH(7.01g,0.12mol)乙醇溶液30mL,滴畢,繼續攪拌1h,抽濾,母液濃縮后再一次析出固體,合并固體,用乙酸乙酯50mL攪拌1.5h,抽濾,固體蒸干,得15.7g。放置備用。
2、將80g丙二酸二乙酯加入含有400g乙醇的1000ml的四口燒瓶中,在-5~-10℃攪拌 條件下,以0.01ml/s滴加速度滴加1mol/L的氫氧化鉀乙醇溶液500ml,滴加完畢后繼續攪拌 5h,過濾、干燥得到中間體丙二酸單乙酯鉀鹽78g,外觀白色粉末,含量為98.8%。
質量標準:
外觀 白色粉末
含量 ≥99.0%
干燥失重 ≤0.50%
用途:作為化學中間體廣泛應用于農藥及醫藥等的合成中。
如:利用Knoevenagel縮和法,以乙醇為溶劑,丙二酸單乙酯鉀鹽和苯甲醛為反應物,4-二甲氨基吡啶和乙二胺聯合催化,采用先縮和后堿性條件下水解的方法可得到最終產物反式肉桂酸。
又如:2,6-二氯-5-氟煙酸與氯化亞砜在甲苯中,DMF催化下反應生成2,6-二氯-5-氟煙酰氯,再與丙二酸單乙酯鉀鹽在氯化鎂-三乙胺堿性條件的乙酸乙酯溶劑中,制得2,6-二氯-5-氟煙酰乙酸乙酯等。
應用:
1、以丙二酸單乙酯鉀鹽為原料,以硝酸/亞硝酸鈉為氧化劑,在四氯化碳溶液中,經氧化硝化、成環反應獲得純度達98.7%、收率達94.2%的目標化合物3,4-二甲酸二乙酯氧化呋喃。
2、制備關鍵中間體4-羥基喹啉-3-甲酸。
(1)縮合反應:以鄰硝基苯甲酸、丙二酸單乙酯鉀鹽、N,N-羰基二咪唑為原料,反應制備得到3-(2-硝基苯基)-3-氧代丙酸乙酯;
(2)還原反應:3-(2-硝基苯基)-3-氧代丙酸乙酯經催化氫化還原制備得到3-(2-氨基苯基)-3-氧代丙酸乙酯;
(3)環合反應:3-(2-氨基苯基)-3-氧代丙酸乙酯與N,N-二甲基甲酰胺二甲縮醛,經親核加成、環合反應得到4-羥基喹啉-3-甲酸乙酯;
(4)水解反應:4-羥基喹啉-3-甲酸乙酯經水解反應,得到4-羥基喹啉-3-甲酸。
3、制備五氟苯甲酰乙酸乙酯。在反應瓶中用氮氣將空氣置換,充當保護氣,將丙二酸單乙酯鉀鹽、乙腈和催化劑A,加入到反應瓶中,攪拌4-6h,然后將降溫至-5℃,滴加五氟苯甲酰氯后攪拌反應8h,反應結束減壓蒸干,得淺黃色液體,即為五氟苯甲酰乙酸乙酯。
參考文獻:
1 以丙二酸單乙酯鉀鹽為原料合成肉桂酸的新方法研究 吳麗穎; 崔凱; 馬紅翠 河北化工 2011-04-20 期刊
2 丙二酸單乙酯實驗室制備方法的改進 王小龍; 李小東 化學試劑 2009-10-15 期刊
3 獸用氟喹諾酮類藥物奧比沙星的合成 陳誠; 林渝寧; 王建華 中國獸藥雜志 2013-10-20 期刊
4 普瑞巴林的合成 諶志華 廣東化工 2014-03-15 期刊
5 6-丙基-2-硫尿嘧啶的合成 胡汪焱; 李凌云; 鐘光祥 浙江化工 2013-06-15 期刊
6 2-吲哚乙酸乙酯的合成 陳芬; 覃宇 武漢紡織大學學報 2015-06-15 期刊
7 阿魏酸異辛酯的合成 肖鵬; 但飛君; 王銀 化學試劑 2012-04-15 期刊
附:丙二酸單乙酯鉀鹽合成
關鍵詞:丙二酸二乙酯、合成、丙二酸單乙酯鉀鹽
丙二酸單乙酯鉀鹽作為化學中間體廣泛應用于農藥及醫藥等的合成中,其制備方法是通過丙二酸二乙酯在氫氧化鉀的作用下而得到。
丙二酸二乙酯兩個酯基具有同等的反應活性。因此在合成丙二酸單乙酯鉀鹽的同時,不可避免的有丙二酸雙乙酯鉀鹽的生成。 如何有效的控制生成丙二酸雙乙酯鉀鹽的副反應,本文對反應溫度、時間、投料配比做了較為詳細的探討。
操作步驟:
1、氫氧化鉀/乙醇溶液的制備
在500ml圓底三頸瓶中,加入400ml無水乙醇,攪拌下加入70g氫氧化鉀,溫度不超過40℃,使氫氧化鉀完全溶解,攪拌冷卻至室溫,過濾后待用。
2、丙二酸單乙酯鉀鹽的合成
在1000ml圓底三頸瓶中,依次加入丙二酸二乙酯200g及無水乙醇400ml。攪拌、控制內溫在20-25℃之間,緩慢滴加上述氫氧化鉀/乙醇溶液,控制滴加速度,使其在3.5-4.0小時內滴完,繼續保持溫度在20-25℃之間,攪拌反應2小時,冷卻至10℃以下抽濾,濾餅用100ml×2無水乙醇洗滌,抽干,控制溫度60℃,12小時烘干,得到白色晶體粗品干品200g。檢測該丙二酸單乙酯鉀鹽粗品含量為98.5%,計算收率為94.1%。
3、丙二酸單乙酯鉀鹽的精制
將粗品、無水乙醇按1:12的重量比依次投入反應瓶中,加熱回流,溶解后過濾、濾液自然冷卻結晶,過濾,烘干,得到精品。
溶劑的回收利用
1、將合成丙二酸單乙酯鉀鹽的母液常壓回收乙醇,約蒸去2/3體積的溶媒,殘留液冷卻結晶,過濾,烘干,得5g粗品。
2、在回收乙醇中加入少量CaO,脫水精餾,得到無水乙醇,可以循環套用。
結果與討論
1、反應溫度對產品質量、收率的影響
按操作步驟,改變合成丙二酸單乙酯鉀鹽的反應溫度,分別取5℃、15℃、25℃、40℃、60℃進行五組試驗,其余反應條件不變,得到的丙二酸單乙酯鉀鹽的收率、含量曲線顯示,反應溫度低,生成丙二酸單乙酯鉀鹽的速度慢;反應溫度過高,則有利于生成丙二酸雙乙酯鉀鹽;在反應溫度為25℃時,丙二酸單乙酯鉀鹽的含量及收率最高,為最適宜反應溫度。
2、氫氧化鉀/乙醇溶液滴加時間對產品質量、收率的影響
按操作步驟,改變氫氧化鉀/乙醇溶液的滴加時間,分別取1.0小時、2.0小時、3.0小時、4.0小時、5.0小時進行五組試驗,其余反應條件不變,得到的丙二酸單乙酯鉀鹽的收率、含量曲線顯示,滴加時間過短,直接影響了生成丙二酸單乙酯鉀鹽的含量及收率,最佳反應時間為4.0小時。
3、投料配比(丙二酸二乙酯:氫氧化鉀)對產品質量、收率的影響
按操作步驟,改變丙二酸二乙酯與氫氧化鉀的摩爾比,分別取0.8:1、0.95:1、1:1、1.2:1、1.3:1進行五組試驗,其余反應條件不變,得到的丙二酸單乙酯鉀鹽的收率、含量曲線顯示,合適的反應配比不僅能降低原料消耗,而且能使生成的丙二酸單乙酯鉀鹽的含量及收率提高。
4、為了更好的提高丙二酸單乙酯鉀鹽的含量及收率,有效的避免丙二酸雙乙酯鉀鹽的生成,應選擇反應溫度為20-25℃、滴加時間為3.5-4.0小時、丙二酸二乙酯與氫氧化鉀的摩爾比為1:1。這樣,不僅能有效降低原料成本,而且還能使丙二酸單乙酯鉀鹽的含量穩定在98.5%左右,丙二酸雙乙酯鉀鹽的含量控制在1%以下。
5、實驗表明,丙二酸單乙酯鉀鹽和丙二酸雙乙酯鉀鹽是同時進行的,用精制的方法是不可能去除丙二酸雙乙酯鉀鹽的,因此,有效的控制丙二酸雙乙酯鉀鹽的生成是本反應的關鍵。