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1,3-丙酮二羧酸為無色針狀結(jié)晶。熔點(diǎn)135℃（分解）。易溶于水和醇，不溶于氯仿和苯，微溶于醚及乙酸乙酯。1,3-丙酮二羧酸屬脂肪族鏈狀分子，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中扮演著舉足輕重的角色。1,3-丙酮二羧酸(Dimethylacetone-1，3-dicarboxylateor3-oxo-pentanedioicacid)是一種醫(yī)學(xué)中間體，在二十世紀(jì)曾應(yīng)用于阿托品、山莨蓉堿的合成，本世紀(jì)來，因發(fā)現(xiàn)其具有一定的抗菌活性，又被廣泛應(yīng)用于抗菌素藥物的合成。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是用磺酰氯或者發(fā)煙硫酸氧化無水檸檬酸生產(chǎn)丙酮二羧酸及丙酮二羧酸酯，其含量很難超過97.5%，有兩個(gè)以上雜質(zhì)含量超過1.0%。而且磺酰氯或者發(fā)煙硫酸腐蝕設(shè)備嚴(yán)重，并產(chǎn)生大量廢酸，對環(huán)境保護(hù)造成較大壓力。
1,3-丙酮二羧酸
1,3-丙酮二羧酸是消炎鎮(zhèn)痛藥佐美酸鈉（ZomepiracSodium）和治療骨質(zhì)疏松藥雷奈酸鍶（StrontiumRanelate）的重要中間體。1,3-丙酮二羧酸是重要的有機(jī)合成及醫(yī)藥中間體,可用于合成內(nèi)型降托品、格拉瓊司、苯托品、雷尼酸鍶等藥物。因此,開展1,3-丙酮二羧酸合成方法學(xué)的研究有著重要的應(yīng)用前景。
在250ml三口燒瓶中，加濃鹽酸50克（0.5mol）（化學(xué)純，含量36.5%），充分?jǐn)嚢柘?，升溫?0℃，滴加環(huán)氧氯丙烷42.9克（0.436mol），約45min滴加完成，再保溫反應(yīng)2h。反應(yīng)完畢，靜置分層，分出有機(jī)相為1,3-二氯丙醇，在常溫下用無水碳酸鈉脫水。
在250ml三口燒瓶中，加入138.8克30%氰化鈉水溶液（0.85mol），升溫至回流，緩慢滴加上步反應(yīng)的有機(jī)相，約1h滴加完成，在保溫反應(yīng)2h，冷卻到室溫，分出有機(jī)相為1,3-二腈丙醇，并用30ml*3水洗滌。
在250ml三口燒瓶中，加入上步得的1,3-二腈丙醇和75%硫酸111.1克、二甲苯50ml，加熱在135-140℃回流反應(yīng)24h，然后冷卻到室溫加水50ml析出晶體為3-羥基戊二酸。
在250ml三口燒瓶中，加入含三氧化鉻38.7克（0.39mol）的水溶液100ml，冷卻至20℃，再加入上步反應(yīng)收集的3-羥基戊二酸，充分?jǐn)嚢?，緩慢滴加?7.4克濃硫酸的水溶液105克，約5h滴加完成，在攪拌3h保溫反應(yīng)。用乙酸乙酯100ml*5萃取，脫溶得丙酮二羧酸的白色針狀固體。
在安裝有攪拌器、溫度計(jì)、滴液漏斗的反應(yīng)容器中加入2.8mol質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％次氯酸苯酯溶液(3)，600ml氯化鈉溶液，降低溶液溫度至3℃，控制攪拌速度在110rpm,分批次緩慢加入3-氨基-3-酰胺-戊二酸(2)3.2mol,氧化鋁1.6mol,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％二甲苯300ml，加入過程時(shí)間控制在90min,緩慢升高溶液溫度至50℃，反應(yīng)100min,降低溶液溫度至2℃，靜置3h,在攪拌狀態(tài)下加入1200ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％溴化鉀溶液，析出白色固體，抽濾，硫酸銨溶液洗滌，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％環(huán)己酮洗滌，無水硫酸鈣脫水，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90％N-甲基甲酰胺中重結(jié)晶，得晶體丙酮二羧酸335.22g，收率82％。
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[2] 關(guān)玲, 徐烴峰, & 張奇涵. (2012). 托品酮及其衍生物卓柯卡因的合成——介紹一個(gè)中級有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn). 大學(xué)化學(xué), 27(003), 45-47.
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