β-羟基异戊酸的合成及用途

简介

β-羟基异戊酸常温下为无色至微黄色液体，具有羧酸类化合物的典型性质，可溶于二氯甲烷等常见有机溶剂。该化合物是重要的有机合成中间体，主要作为羧酸底物，用于制备各类酰胺类目标产物。

β-羟基异戊酸的性状

合成

方法一：将Pt-Bi催化剂（0.5 mol%Pt）和醛（1.0 mmol，10 wt%aq）和TiO2的水溶液加入到装有磁力搅拌棒的40 mL高压釜中。用0.9 MPa的空气填充高压釜。加热至80°C。反应体系含有约3当量的氧气（3.05mmol）。反应过程中不要额外充入氧气。以800rpm搅拌反应混合物5小时。在冰浴中将高压釜冷却至0°C。用甲醇稀释反应混合物。转移到螺旋小瓶中。离心螺旋小瓶并收集上清液。将甲醇与剩余的催化剂一起加入螺旋瓶中。离心并收集上清液。重复这些过程三次。合并所有上清液。向所得混合物中加入二甘醇二甲醚（32.8mg）作为GC分析的内标。减压浓缩得到标题化合物β-羟基异戊酸[1]。

方法二：逐滴加入乙酰氯3（1mmol）。在0°C和室温下分别搅拌1/2小时和1/2小时，同时出现新的大量沉淀物。在氩气下过滤沉淀物，真空除去溶剂，向所得油状残余物中加入CH2Cl2（10ml），溶液在-78°C下冷却。加入溶于CH2Cl2（2ml）的酮，然后加入溶于CH2OCl2（5ml）的BF3-Et2O（1.1mmol）。将溶液搅拌过夜，同时使温度达到室温。将混合物倒入5%NaHCO3水溶液中，用CH2Cl2萃取。将有机层干燥，真空除去溶剂。残余物的快速色谱法（CH2Cl2/丙酮9/1）得到纯分离的β-羟基异戊酸[2]。

用途

β-羟基异戊酸作为有机合成中间体，在酰胺缩合反应中与游离胺在缩合试剂作用下生成酰胺类产物。例如：将游离胺（5.0 mmol）与CH2Cl2（25 mL）和二异丙基乙胺（2.5 mmol）混合。向反应混合物中加入β-羟基异戊酸（5.0 mmol）、HOBt（5.5 mmol）和WSCI（5.5mmol）。在室温下搅拌反应混合物14小时。用CH2Cl2对每次水洗进行反萃取。用无水Na2SO4干燥合并的有机部分。过滤合并的有机部分。浓缩合并的有机部分。通过快速柱色谱法（己烷/EtOAc=1:1）纯化粗产物[3]。

参考文献

[1] Aerobic oxidation of isoprene glycol with platinum-bismuth nanoparticles catalysts supported on metal oxides By: Kawai, Yasutaka; et al. Applied Catalysis, A: General (2022), 643, 118781.

[2] Synthesis of perhydrooxazinones from 2-aza-3-trimethylsilyloxy-1,3-butadiene. A general route to 3,3-disubstituted β-hydroxy acids By: Bandini, Elisa; et al. Synlett (1999), (11), 1735-1738.

[3] Hydroxy Group Directed Catalytic Hydrosilylation of Amides By: Ni, Jizhi; et al. Organic Letters (2018), 20(23), 7371-7374.