[科普中國(guó)]-Malonic ester合成

丙二酸酯合成法是合成羧酸的重要反應(yīng)，一般用丙二酸二乙酯為原料。丙二酸酯活潑亞甲基上的氫原子與強(qiáng)堿反應(yīng)，生成丙二酸酯的負(fù)離 子，它與含有活潑鹵原子的化合物反應(yīng)，生成α-取代或α，α -二取代的丙 二酸酯，后者經(jīng)水解及脫竣生成一取代乙酸或二取代乙酸的反應(yīng)，稱為丙 二酸酯合成。

反應(yīng)機(jī)理首先，丙二酸二乙酯在乙醇鈉的作用下，脫去α氫，得到碳負(fù)離子：

CH2(COOEt)2 + C2H5ONa → C2H5OH + NaCH(COOEt)2

該反應(yīng)用乙醇作溶劑。先將鈉溶于乙醇，然后加入丙二酸二乙酯，加熱沸騰幾分鐘即可。

NaCH(COOEt)2為強(qiáng)親核劑，能與鹵代烴反應(yīng)，得到烴基取代的丙二酸二乙酯：

R-Br + NaCH(COOEt)2 → NaBr↓ + R-CH(COOEt)2生成的NaBr難溶于乙醇，所以能觀察到析出白色沉淀。這是一個(gè)SN2反應(yīng)，伯鹵代烴和烯丙型鹵代烴能得到較高產(chǎn)率，仲鹵代烴產(chǎn)率低，最好不用；叔鹵代烴和鹵代乙烯型的鹵代烴不能順利反應(yīng)。

R-CH(COOEt)2用氫氧化鈉溶液水解，然后酸化，并加熱脫羧，就得到羧酸：

R-CH(COOEt)2 + 2NaOH → R-CH(COONa)2 + 2EtOH

R-CH(COONa)2 + 2HCl → R-CH(COOH)2 + 2NaCl

R-CH(COOH)2 → R-CH2-COOH + CO2↑（反應(yīng)條件為加熱）容易看出，用丙二酸酯合成法能得到比原來(lái)的鹵代烴多兩個(gè)碳的羧酸。

此外，烴基取代的丙二酸酯R-CH(COOEt)2仍然含有一個(gè)活潑α氫，尚可進(jìn)一步烷基化：

R-CH(COOEt)2 + C2H5ONa → R-CNa(COOEt)2 + C2H5OH

R-CNa(COOEt)2 + R’-Br → RR’C(COOEt)2 + NaBr↓

RR’C(COOEt)2用氫氧化鈉溶液水解，然后酸化，并加熱脫羧，就得到兩個(gè)烷基取代的乙酸。1

應(yīng)用丙二酸酯在強(qiáng)堿存在下，可與多種含有活潑鹵原子的化合物（如鹵代烴及其衍生物、α，-二鹵化物、碘和酰鹵等）發(fā)生取代反應(yīng)，生成取代的丙二酸酯、環(huán)狀化合物、多元羧酸及羰基酸等。在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下， 可用弱堿堿代替強(qiáng)堿制備取代丙二酸酯。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王寧 - 副教授 - 西南大學(xué)