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具有環丙烷結構的化合物是一種重要的生物代謝中間體，廣泛存在于許多植物霉菌和細菌等微生物體內，三元環是一種具有很好生物活性的結構單元，三元環的反應活性不僅因為它具有類似于鏈狀雙鍵的化學性質，同時還具有易重排的特點。反式-2-苯基環丙烷-1-羧酸是典型的環丙烷結構化合物。英文名稱：trans-2-Phenyl-1-cyclopropanecarboxylic Acid，CAS號：939-90-2，分子式：C10H10O2，分子量：162.185，外觀與性狀：白色至米色結晶粉末，密度：1.25 g/cm3，沸點：317.1ºC at 760 mmHg，熔點：86-88 °C(lit.)。
以肉桂酸為起始物料，經甲酯化、環丙烷化及水解反應制備得消旋體2-苯基環丙烷-羧酸，后經手性拆分制備得到目標化合物反式-2-苯基環丙烷-羧酸[1]。2-苯基環丙烷-羧酸合成反應式如下圖：
圖1 2-苯基環丙烷-羧酸合成反應式
肉桂酸甲酯的制備
肉桂酸(10.0g, 0.1mol)溶于(9.6g, 0.3mol)甲醇中 在回流溫度下滴加三氯氧磷(4.0mL) 30 分鐘滴完 保持回流至無氯化氫氣體逸出為止 需 4~5 小時 反應完畢 反應液加入飽和氯化鈉溶液鹽析分出上層有機層 用飽和碳酸鈉溶液中和 再用飽和氯化鈉溶液洗至中性 得粗品 10.5g 減壓精餾 230mmHg 下收集 372~373K 餾分 可得純品的肉桂酸甲酯。
2-苯基環丙烷甲酸甲酯的制備
在反應瓶(帶冷凝管)中依次加入鋅粉(26.2g 0.4mol)氯化亞銅(3.96g 0.04mol) 二溴甲烷(17.4g,0.1mol) 乙醚 20mL 在攪拌下慢慢滴加乙酰氯(0.63g 0.008mol) 滴加完畢 升溫至回流 反應液顏色加深后 快速滴加肉桂酸甲酯(11.4g 0.1mol)-乙醚(15mL)溶液 接著滴加二溴甲烷(35.0g,0.2mol)-乙醚(15mL)溶液 30min滴完 反應 3h 反應液冷卻后加入飽和氯化銨溶液除去鋅鹽 過濾分出有機層 有機層用 10 堿液中和后 用飽和氯化鈉溶液洗至中性 干燥 蒸出溶劑 得到粗品不需提純 直接用于下一步合成
2-苯基環丙烷甲酸的制備
將環丙烷化反應得到的粗品加入 10 的氫氧化鈉水溶液(50mL) 在 353K 反應 2h 反應液用濃鹽酸酸化至 pH 1 用乙醚萃取后 分出有機層 有機層用飽和食鹽水洗至中性 干燥 濃縮 減壓精餾 收集 355~356K 5mmHg 的餾分 得到無色液體 即2-苯基環丙烷甲酸 6.1g。
[1] Concellon, Jose M.; Rodriguez-Solla, Humberto; Simal, Carmen Organic Letters, 2007 , vol. 9, # 14 p. 2685 - 2688