(R)-(+)-2-(4-羥基苯氧基)丙酸,英文名為(R)-(+)-2-(4-Hydroxyphenoxy)propionic acid,常溫常壓下為灰白色固體。(R)-(+)-2-(4-羥基苯氧基)丙酸結構中含有一個酚羥基和一個羧基單元,具有顯著的酸性,常用作有機合成與農(nóng)藥化學中間體,其可用于農(nóng)藥分子精喹禾靈、炔草酯等除草劑的合成過程中。
理化性質
酯化反應
(R)-(+)-2-(4-羥基苯氧基)丙酸分子中含有酚羥基,羧基單元和一個醚鍵結構,具有豐富的化學轉化性質。在適當?shù)姆磻獥l件下,(R)-(+)-2-(4-羥基苯氧基)丙酸可與醇類化合物進行酯化反應。這種反應通常在酸性條件下進行,使用酸催化劑如無水硫酸或甲苯磺酸等。在反應中,羧基與醇發(fā)生酯交換反應,生成相應的酯化合物。酯化反應是該化合物的常見轉化方法之一,通過選擇不同的醇反應物,它可以合成具有不同結構和性質的酯化合物,拓展其應用領域和功能。
取代反應
在堿性條件下,該物質可與烷基鹵化物進行親核取代反應,烷基鹵化物可以是具有活性烷基的化合物,如碘甲烷、乙基溴等。如果想要同時對羧基和酚羥基進行烷基化反應,可以在適當?shù)姆磻獥l件下加入堿催化劑,并在溫和的條件下進行反應。烷基鹵化物將與羧基和酚羥基同時發(fā)生親核取代反應,生成相應的酯化合物。如果需要選擇性地進行羧基或酚羥基的醚化反應,可以通過調整反應條件來實現(xiàn)。例如,通過選擇合適的堿催化劑、反應溶劑和溫度,可以選擇性地使羧基進行醚化反應,生成相應的酯化合物。類似地,通過調整反應條件,如反應溫度和反應時間等,也可以實現(xiàn)對酚羥基的選擇性醚化反應。
合成方法
圖1 (R)-(+)-2-(4-羥基苯氧基)丙酸的合成路線
在一個干燥的反應器中,將NaOH (51 g, 1.3 mol, 6.7 eq)溶于水(280 ml)中,然后向上述反應溶液中加入對苯二酚(134 g, 1.22 mol, 6.4 eq)。在室溫下攪拌反應混合物,然后向反應液中加入(S)-2-氯丙酸(20.6 g, 0.19 mol)。將所得的混合物在72 °C下加熱攪拌。大約3h后反應完全,往反應混合物中加入HCl (aq)調至反應的pH為6.0,用MIBK(250 mL)洗滌反應混合物。將水相進一步酸化至p H = 1.0,用MIBK (150 mL)萃取水層。合并所有的有機層并將其用無水硫酸鈉進行干燥處理,過濾除去干燥劑并將過濾除去干燥劑,所得的濾液在真空下進行濃縮以蒸發(fā)溶解。將粗品置于40 ℃真空干燥箱中干燥,即可得到目標產(chǎn)物分子(R)-2-羥基苯氧基丙酸。[1]
農(nóng)藥應用
作為一種有機合成與醫(yī)藥化學中間體,(R)-(+)-2-(4-羥基苯氧基)丙酸可用作有機合成中間體和農(nóng)藥分子砌塊,例如它可用于農(nóng)藥除草劑精喹禾靈、吡氟禾草靈,高效蓋草能,炔草酯的合成,精喹禾靈為喹禾靈在合成過程中去除了非活性的光學異構體后的改自制品;其作用機制和殺草譜與禾草克相似,通過雜草莖葉吸收,在植物體內向上和向下雙向傳導,積累在頂端及居間分生,抑制細胞脂肪酸合成,使雜草壞死。高效蓋草能屬于芳氧苯氧基丙酸酯類的除草劑,是一種苗后選擇性除草劑,莖葉處理后能很快被禾本科雜草的葉子吸收,傳導至整個植株,積累于植物分生組織,抑制植物體內乙酰輔酶A羧化酶,導致脂肪酸合成受阻而殺死雜草。吡氟禾草靈農(nóng)藥分子主要用于防除大豆、棉花、花生等多種闊葉作物田中的一年生和多年生禾本科雜草。在有機合成領域中,該化合物可用作手性合成砌塊,可用于制備其他手性化合物。例如,在有機合成中它可以與胺反應形成手性酰胺化合物。這些手性化合物在藥物合成、天然產(chǎn)物合成和材料科學等領域具有重要的應用。
參考文獻
[1] Fleer, Michel P. M.; et al Green Chemistry (2014), 16(8), 3993-3998