简述
3-氧代环丁基羧酸叔丁酯（T-butyl-3-oxocyclobutanecarboxylate）又名3-BOC-环丁酮、3-氧代环丁基甲酸叔丁酯，化学式为C9H14O3，分子量为170.21。该化合物是以3-氧代环丁烷基羧酸与叔丁醇酯化反应所得物质，常温常压表现为无色液体，具有香甜的果香味。
合成工艺
3-氧代环丁基羧酸叔丁酯作为标准意义上的酯类化合物，探究其合成可从其上游化合物3-氧代环丁烷基羧酸与叔丁醇入手。文献报道的3-氧代环丁烷基羧酸可通过下述方法制备：以1,3-二羟基丙酮为原料，与原甲酸三甲酯缩合对酮进行保护得到2,2-二甲氧基-1,3-丙二醇，接着与丙二酸酯光延反应得到3,3-二甲基环丁基-1,1-二羧酸二酯，随后在酸性条件下水解，脱羧及脱保护得到3-氧代环丁烷基羧酸。该方法收率高，原料常见易得，流程简便，具备工业化放大前景[1]。除此之外，该羧酸也可以3,3-二甲氧基环丁烷-1,1-二羧酸二异丙酯，甲醇和氢氧化钠为原料，并经过与盐酸反应制得3-氧代环丁烷基羧酸。整个反应过程工期短，方法简单，工艺安全，两步反应的产物收率达到80%以上，有效提高了反应的产物纯度和收率[2]。
而叔丁醇则可以阳离子交换树脂为催化剂，通过异丁烯和水反应连续生产。合成特点在于异丁烯与水逆流进料进行水合反应，工艺简单，可大幅度提高异丁烯水合转化率和选择性，降低能耗物耗[3]。
上述两物质发生酯化反应，即可制得目标化合物3-氧代环丁基羧酸叔丁酯。
应用
文献报道的3-氧代环丁基羧酸叔丁酯的应用较少，用途更为广泛的还是其上游化合物3-氧代环丁烷基羧酸。例如电化学领域就报道了一种环保型铅蓄电池电解液。该电解液按照重量份的主要原料为：3,5-二氨基苯甲酸20-26份，1,4,5,8-萘四甲酸5-15份，2-氨基-5-溴噻唑-4-甲酸乙酯8-20份，聚乙烯咪唑5-9份，1,3-丙酮二羧酸二乙酯1-3份，3-氧代环丁烷基羧酸1-3份，2,4-二氨基苯酚硫酸盐1-3份，3-羟基吡咯烷盐酸盐1-3份。制备得到的电解液效果远远优于现有技术已知的各种化学改性，再配合其他比例的组分，各配方起到显著的协同作用，显著提高了蓄电池的各项性能[4]。
此外，精细化工领域公开了一种换热盘管的去垢剂，3-氧代环丁基羧酸叔丁酯合成原料3-氧代环丁烷基羧酸同样是重要组分。其他组分还包括：3.5～5wt%的十二烷基苯磺酸钠，8～12wt%的氯化铝，1～2wt%的乙酰胺，15～20wt%的乙醇，5～10wt%的二乙烯三胺五甲叉膦酸，0.5～1wt%的6-三氟甲基烟酸，1.5～2wt%的硝酸，2～6wt%的醋酸铬，0.3～0.5wt%的琼脂，余量为氨基磺酸。所得产物能够改进现有技术的不足，缩短了除垢处理时间，提高了管壁钝化效果[5]。
参考文献
[1]徐小波,褚正周,查国富,等.一种3-氧代环丁烷基羧酸的制备方法:CN202111006581.6[P].CN202111006581.6.
[2]兰家林,徐瑾,揭元萍,等.一种3-氧代环丁烷基羧酸的制备方法:CN201811261525.5[P].CN109206311A.
[3]程嘉豪,倪岩,李吉春,等.一种异丁烯水合制叔丁醇的方法:CN00129128.9[P].CN1304917.DOI:CN1304917 A.
[4]不公告发明人.一种环保型铅蓄电池电解液及其制备方法.2017.
[5]巩耀科.一种换热盘管的去垢剂及其去垢方法:CN201810222580.7[P].CN108383252A.