B-丁內(nèi)酯，英文名為β-Butyrolactone，是一種內(nèi)酯類化合物，常溫常壓下為無(wú)色透明液體，具有較低的沸點(diǎn)和較差的化學(xué)穩(wěn)定性，它在水中的溶解性較差但是可溶于常見(jiàn)的有機(jī)溶劑。B-丁內(nèi)酯在化學(xué)工業(yè)中可通過(guò)酯基單元的開(kāi)環(huán)反應(yīng)，應(yīng)用于可降解高分子材料的結(jié)構(gòu)改性研究與合成。

合成方法

圖1 B-丁內(nèi)酯的合成方法

在高壓反應(yīng)釜中用甲醇（80 mL）溶解3-羥基吡啶（0.4 g），然后往上述反應(yīng)混合物中充入一氧化碳，采用在線ATR-IR光譜法采集液相背景，在15-20分鐘內(nèi)穩(wěn)定記錄基線后向上述反應(yīng)混合物中加入Ph3SiCo(CO)4（1.8 g）和磁性攪拌棒。將所得的反應(yīng)混合物在室溫下攪拌反應(yīng)大約15-20分鐘。然后往上述反應(yīng)混合物中加入（10ml）環(huán)氧丙烷，所得的反應(yīng)混合物在室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)大約15-20分鐘。然后用一氧化碳（50bar）加壓反應(yīng)混合物，并將其在60度下反應(yīng)1小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物緩慢地釋放壓力，所得的反應(yīng)粗體系即為目標(biāo)產(chǎn)物分子B-丁內(nèi)酯，無(wú)需進(jìn)一步的純化處理。[1]

開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)

B-丁內(nèi)酯的化學(xué)反應(yīng)主要集中于其結(jié)構(gòu)中的酯基單元，該酯基單元容易在酸或者堿性條件下發(fā)生開(kāi)環(huán)官能團(tuán)化反應(yīng)，可用于1,3-雙取代的丁烷類功能有機(jī)分子的合成。

圖2 B-丁內(nèi)酯的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)

在一個(gè)干燥的反應(yīng)燒瓶中將B (C6F5) （52 mg, 0.10 mmol）加入到一個(gè)配有磁力攪拌器的火焰干燥和氮?dú)鈨艋氖﹤惪藷恐?，然后向燒瓶中注入二氯甲烷?.0 mL）以溶解催化劑，在溶液中加入B-丁內(nèi)酯 (0.8 mL, 10 mmol)，所得的反應(yīng)混合物在25度下開(kāi)始聚合反應(yīng)，觀察反應(yīng)進(jìn)度發(fā)現(xiàn)幾小時(shí)后反應(yīng)混合物變粘，然后將其在真空中進(jìn)行濃縮以除去溶劑，所得的剩余物通過(guò)硅膠柱層析法進(jìn)行分離純化即可得到純的聚合物分子。[2]

參考文獻(xiàn)

[1] Touchy, Abeda Sultana; et al, RSC Advances,2015,5,29072-29075.

[2] Xiao, Meina; et al, Macromolecular Chemistry and Physics,2018,18,219.