(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸:性质与应用
(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸:性质与应用
(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸是一种立体化学明确的手性砌块,具有单一含甲基立体中心,是合成药物、农用化学品及其他对映体富集目标分子的重要中间体。
- IUPAC命名
- (R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸
- 别名
- (R)-甲基氢-2-甲基琥珀酸酯;(R)-2-甲基琥珀酸-4-甲酯
- 官能团
- 羧酸与甲酯(甲基琥珀酸的半酯)
- 立体化学
- C-2位具有(R)构型的单一立体中心
- 主要应用
- 用于不对称合成与制药研究的手性中间体
- Aladdin货号
- M709817
- 分子骨架
- 甲基琥珀酸单甲酯;四碳二羧酸衍生物
化学标识与结构
(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸属于手性琥珀酸衍生物。从结构上看,它是(R)-2-甲基琥珀酸的单甲酯,C-1位保留游离羧酸,C-4位为甲酯。其核心特征是C-2位具有(R)构型的立体中心,该碳上连有甲基取代基。
该分子含有两个不同的含羰基官能团:羧酸(–COOH)和甲酯(–COOMe)。同一分子中同时含有游离酸和酯(即半酯)的结构使其在选择性化学转化中极为灵活。研究人员可利用两者的差异反应活性——选择性活化羧酸而保留酯基,或选择性水解、还原酯基——从而实现汇聚式合成策略。
(R)构型确保由该砌块衍生的产物具有可预测且一致的立体化学,这是现代药物合成与对映选择性催化研究的关键要求。
理化性质
作为低分子量手性半酯,(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸在常温常压下预期为无色至淡黄色液体或低熔点固体,与其他甲基琥珀酸单甲酯类化合物的性状一致。游离羧酸基团赋予其适中的水溶性并有助于成盐,而甲酯部分则增强了在乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇和四氢呋喃等常用有机溶剂中的溶解性。
由于具有单一立体中心,该化合物具有光学活性。旋光度测定是确认对映体身份和纯度的关键质控参数。研究人员应对照每批次产品随附的分析证书核实比旋光度数值。
建议在阴凉、干燥的条件下储存,远离强碱和亲核试剂,以防止长期存放过程中酯基水解或外消旋化。长期储存建议在2–8°C密封容器中惰性气氛下冷藏保存。
合成相关性与应用
(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸主要作为手性砌块和合成中间体使用。其半酯结构提供了进一步官能团化的操作位点:游离羧酸可转化为酰胺、酰氯、酸酐或用于偶联反应,而甲酯则可选择性水解、还原为醇或进行酯交换。
在制药研究中,对映纯甲基琥珀酸衍生物被用作手性琥珀酰亚胺、吡咯烷及其他含氮杂环的前体,这些杂环与药物发现项目密切相关。(R)构型中心可作为立体控制元素,将手性传递至下游合成目标分子。
在农用化学品研究中,手性琥珀酸骨架出现在除草剂和杀菌剂的发现研究中,其中立体化学可显著影响生物活性和环境归趋。该化合物还可作为配体前体或用于评价新型催化体系对映选择性的底物,在不对称催化研究中发挥作用。
此外,2-甲基琥珀酸衍生物与代谢和生化研究密切相关,因为甲基琥珀酸是某些代谢途径中的代谢物,使该化合物在同位素标记或代谢组学研究中具有重要意义。
操作、安全与质量注意事项
与大多数低分子量有机酸和酯类化合物一样,操作(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸时应遵守标准实验室安全规程。佩戴手套、安全护目镜和实验室外套等适当的个人防护装备。处理较大量样品时应在通风良好的通风橱中进行。
羧酸官能团可能对皮肤、眼睛和黏膜产生刺激。使用前请查阅产品随附的安全数据表(SDS),了解完整的危害分类、急救措施和废弃物处理指南。
从质量保证角度而言,对映体过量(ee)是手性砌块的关键规格参数。研究人员应索取并审阅每批次产品的分析证书(CoA),特别关注标注的ee值、旋光度以及色谱法(如HPLC或GC)测定的纯度。Aladdin Scientific货号M709817按研究级标准供应;请核实批次特定数据,以确认其适用于您的应用场景。
常见问题
(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸在研究中有何用途?
它主要用作制药、农用化学品和不对称合成研究中的手性砌块和合成中间体。该化合物的游离羧酸和甲酯基团允许选择性官能团化,而其明确的(R)构型立体中心可实现对映体富集目标分子的立体控制合成。
(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸应如何储存以保持稳定性?
将化合物在惰性气氛下密封储存于2–8°C,远离水分、强碱和亲核试剂。这些条件可将酯基水解和手性中心外消旋化的风险降至最低,长期保持物料的对映体完整性。
如何确认所收到物料的对映体纯度?
查阅随货号M709817批次提供的分析证书(CoA),其中应标明对映体过量(ee)、旋光度和色谱纯度数据。如需独立验证,使用适当手性固定相色谱柱进行手性HPLC分析是测定此类化合物ee值的标准方法。
(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸与甲基琥珀酸有何关系?
(R)-4-甲氧基-2-甲基-4-氧代丁酸是(R)-2-甲基琥珀酸的单甲酯(半酯)。在该结构中,甲基琥珀酸的两个羧酸基团之一被甲醇酯化形成甲酯,另一个羧酸保持游离状态,为研究人员提供了一种具有差异化官能团的手性C4二羧酸骨架。
参考文献
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. Wiley-Interscience. General reference for carboxylic acid and ester chemistry.
- Eliel, E. L.; Wilen, S. H. Stereochemistry of Organic Compounds. Wiley. General reference for stereochemistry and chiral building blocks.
- Aladdin Scientific. Product page for (R)-4-Methoxy-2-methyl-4-oxobutanoic acid, SKU M709817. Aladdin Scientific catalog.
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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