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4-氯乙酰乙酸乙酯:性质、安全及实验室使用指南

Ethyl 4-Chloroacetoacetate 是一种用途广泛的β-酮酯构建单元,在医药合成、农用化学品研究及精细化工生产中被广泛用作关键亲电中间体。

化学名称
4-氯乙酰乙酸乙酯(乙基4-氯-3-氧代丁酸酯)
分子式
C6H9ClO3
分子量
164.59 g/mol
CAS号
638-07-3
外观
无色至淡黄色液体
主要应用
医药和农化中间体;手性合成前体

化学性质与结构

乙酰乙酸乙酯-4-氯代物(CAS 638-07-3)是一种在4位带有活性氯甲基的β-酮酯,分子式为C6H9ClO3,分子量约为164.59 g/mol。该化合物在常温下为无色至淡黄色液体。

该分子含有三个不同的活性位点:被两个羰基夹持的活性亚甲基、易于亲核酰基取代的酯羰基,以及C-4位的伯烷基氯,后者在SN2反应中充当强亲电试剂。这种官能团的组合使该试剂对多种亲核试剂(包括胺、硫醇和稳定的碳负离子)表现出极高的反应活性。

与大多数β-酮酯类似,4-氯乙酰乙酸乙酯可以酮式和烯醇式两种互变异构形式存在。烯醇含量受溶剂极性和温度的影响,研究人员在设计反应条件时应考虑这一特性。

合成应用与研究用途

4-氯乙酰乙酸乙酯是一种在多个化学领域中使用的高价值合成中间体:

  • 医药合成:该化合物可作为β-内酰胺类抗生素、他汀类药物侧链中间体及其他药理活性分子的前体,其活性氯基团可与杂环胺和硫醇高效形成C–N和C–S键。
  • 杂环化学:与双官能亲核试剂(如肼、胍和脲衍生物)的环化反应可生成吡唑、嘧啶及相关含氮杂环,这些均为药物化学中的优势骨架。
  • 手性还原前体:利用生物催化剂(如酮还原酶)或手性金属催化剂对4-氯乙酰乙酸乙酯进行不对称酮还原,可获得光学纯的(R)-或(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯,后者是合成肉碱和阿托伐他汀的关键手性构建单元。
  • 农用化学品研究:该骨架用于开发含β-酮酯或杂环药效团的杀菌剂和除草剂。

在选择反应路径时,研究人员应仔细评估分子内竞争性亲核位点,以避免不必要的副反应,尤其是在与两性亲核试剂反应时O-烷基化与N-烷基化之间的竞争。

安全操作、储存及法规指导

4-氯乙酰乙酸乙酯是一种具有反应活性的催泪剂和刺激物,实验室安全使用时须遵守以下注意事项:

  • 个人防护装备(PPE):操作时必须佩戴耐化学品手套(丁腈或氯丁橡胶材质)、实验室工作服及防溅安全护目镜。处理较大量时需佩戴全面罩。
  • 通风:所有操作必须在通风良好的通风橱中进行,避免吸入蒸气;在密闭空间中,该化合物具有足够的挥发性,可产生刺激性浓度。
  • 皮肤和眼睛接触:皮肤接触后,立即用水彻底冲洗至少15分钟;眼睛接触后,用大量水冲洗并立即就医。
  • 储存:将其存放在密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的地方,远离热源、氧化剂和强碱。建议储存温度为2–8 °C,或遵照产品标签上的规定。请查阅产品专属SDS以了解确切条件。
  • 废弃处置:按照当地、地区及国家环境法规进行处置,不得倒入下水道,应作为卤代有机废物处理。

研究人员在使用前,应查阅Aladdin Scientific提供的最新安全数据表(SDS),以获取权威的危害分类、GHS象形图、急救措施和运输信息。

质量、纯度及规格注意事项

为确保实验结果的可重复性,4-氯乙酰乙酸乙酯的纯度和质量是关键参数。研究人员和采购团队在评估该试剂时应考虑以下因素:

  • 纯度等级:试剂级产品通过GC分析,纯度通常≥97%。对于敏感的不对称合成或生物催化应用,应索取分析证书(CoA)数据,以确认纯度、含水量及残余杂质情况。
  • 主要杂质:常见杂质包括相应的脱卤化合物(乙酰乙酸乙酯)、水解产物及双氯代副产物。较高的杂质水平会降低酶催化还原中的对映选择性,并降低环化反应的收率。
  • 批次间一致性:在进行多批次研究或放大生产时,应向Aladdin Scientific索取批次专属CoA数据,以确保纯度和物理性质的一致性。
  • 包装:该试剂通常以棕色玻璃瓶供应,以减少光降解。开封后,容器应充入惰性气体(N2或Ar)并迅速重新密封。

如需定制纯度等级或SKU E156137的大批量价格,请联系Aladdin Scientific技术支持团队。

常见问题

4-氯乙酰乙酸乙酯在医药合成中有何用途?

4-氯乙酰乙酸乙酯主要用作亲电构建单元,用于合成β-内酰胺类抗生素、他汀类药物中间体及吡唑、嘧啶等杂环骨架。其C-4位活性氯基团能高效形成C–N和C–S键,而C-3位羰基的不对称酮还原则可得到光学纯羟基中间体,对手性药物合成至关重要。

应如何储存4-氯乙酰乙酸乙酯以保持其稳定性?

该化合物应储存在密封棕色玻璃容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的环境,温度2–8 °C,并远离热源、光线、氧化剂和强碱。开封后,在重新密封前应向容器顶部空间充入干燥惰性气体(氮气或氩气),以防止水分进入和水解分解。储存条件请以最新SDS为准。

操作4-氯乙酰乙酸乙酯时需要哪些个人防护装备?

必备的个人防护装备包括耐化学品手套(丁腈或氯丁橡胶材质)、实验室工作服及防溅安全护目镜;大量操作时建议佩戴全面罩。所有操作必须在通风橱内进行,以防止蒸气吸入。皮肤或眼睛接触后,应立即用大量水冲洗并视情况就医。

4-氯乙酰乙酸乙酯是否会发生烯醇互变异构?这是否影响反应结果?

是的,与所有β-酮酯一样,4-氯乙酰乙酸乙酯以酮式和烯醇式互变异构平衡形式存在;其比例取决于溶剂极性、温度和浓度。这种互变异构现象会影响与两性亲核试剂反应时的区域选择性,导致O-烷基化或C-烷基化产物的生成。研究人员应优化反应条件并选择合适的溶剂,以控制互变异构平衡并获得所需的区域选择性。

如何验证Aladdin Scientific提供的4-氯乙酰乙酸乙酯的纯度?

Aladdin Scientific为每批SKU E156137产品提供分析证书(CoA),详细说明GC纯度、外观及其他质量参数。客户可通过Aladdin Scientific官网或客服团队索取批次专属CoA文件。对于关键应用,建议通过GC-FID或核磁共振波谱进行独立验证。

参考文献

  1. March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 4th ed. Wiley-Interscience, 1992. (General beta-ketoester reactivity and tautomerism.)
  2. Noyori, R.; Ohkuma, T. Asymmetric Catalysis by Architectural and Functional Molecular Engineering: Practical Chemo- and Stereoselective Hydrogenation of Ketones. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 40–73. (Chiral reduction of beta-ketoesters context.) doi:10.1002/1521-3773(20010105)40:1<40::AID-ANIE40>3.0.CO;2-5
  3. Patel, R.N. Biocatalysis: Synthesis of Chiral Intermediates for Pharmaceuticals. Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 2003, 6, 902–920. (Biocatalytic reduction of ethyl 4-chloroacetoacetate.)

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《4-氯乙酰乙酸乙酯:性质、安全及实验室使用指南》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月3日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/ethyl-4-chloroacetoacetate-properties-safety-lab-use-guide.html
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