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2-溴丙酸甲酯的合成方法有哪些? 1

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引言:

2-溴丙酸甲酯是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于药物化学与材料科学。其合成方法多种多样,包括化学合成和生物合成等,选择合适的合成路线可以有效提高产率和纯度。


背景:

2-溴丙酸甲酯,英文名为 methyl 2-bromopropionate,简称 MBP,化学式如下:

MBP 是精细化工的中间体主要应用于农药生产,也可作为高聚物的共嵌单体。当用做农药生产时,是苯氧羧酸类除草剂禾草灵、吡氟禾草灵、禾草克等一系列除草剂的重要中间体,且 MBP 的 R 构型活性往往高于 S 构型。MBP 的合成主要依靠化学合成,而获得单一构型 MBP 则可通过化学合成直接获得或将 MBP 进行生物法手性拆分。2-溴丙酸甲酯的化学合成过程均较为复杂,且反应药剂往往化学性质活泼。


1. 化学合成法

1)报道一

Sun等人,以丙酸为原料,通过卤代反应后再进行酯化,得到 2-溴丙酸甲酯,其产率为 81.6%,反应过程如下:

2)报道二

Gérard Cahiez等人则采用 2-甲磺酰基丙酸甲酯为原料,MBP 产率为 74%。反应过程如下:



2. 生物法手性拆分

1)报道一

曹雪荣等采用固定化柱状假丝酵母脂肪酶的方法,获得了单一构型 2-溴丙酸甲酯,其 ee 值达到 90% 以上。


2)报道二

Tasnádi 等通过构建工程菌高产还原酶,将 β-卤代丙烯酸酯衍生物脱卤还原成 R-2-溴丙酸甲酯,该对映体过量值高达 96% 。


3)报道三

魏盼盼等人从自然界筛选出可以选择性水解拆分2-溴丙酸甲酯的菌株,并对此菌株进行菌种鉴定和发酵培养基优化,最终通过全细胞催化获得R-2-溴丙酸甲酯.经鉴定,S-型水解酶菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),对映体过量值达85%以上.经单因素和正交试验分析,确定该菌株最佳培养基成分为麦芽糖20 g·L-1,蛋白胨30 g·L-1,MgSO4·7H2O 0.5 g·L-1,NaCl 1 g·L-1,玉米油10 mL·L-1.最终脂肪酶活性为优化前的1.64倍,该方法可为多种手性农药单一对映异构体的合成提供初始光学纯原料,从而降低生产成本,并利于农药减量使用。


参考:

[1]梁建豪. 典型聚酯化合物高值化降解利用研究[D]. 东莞理工学院, 2023. DOI:10.44357/d.cnki.gdgut.2023.000055.

[2]魏盼盼,陆跃乐,陈小龙. 手性拆分2-溴丙酸甲酯的菌株筛选及优化 [J]. 浙江农业科学, 2017, 58 (08): 1420-1424+1428. DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.20170839.

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