2-甲基吡咯-3-甲酸乙酯的合成研究

简述

吡咯类衍生物广泛分布于自然界的天然产物中，其独特的结构特征，特殊的香气引起香味化学家和科研人员的广泛兴趣。但因其沸点低，挥发性强的问题^[1]。为了解决上述影响吡咯类物质应用的潜在问题，吡咯酯类化合物的设计与合成便有了实在意义。2-甲基吡咯-3-甲酸乙酯是一种化学式为C₈H₁₁NO₂，分子量为153.178的吡咯酯类化合物，英文名称为2-methylL-1H-pyrrole-3-carboxylic acid ethyl ester，常温常压下表现为白色固体粉末，相对密度为1.106g/cm³，沸点为289.7℃ at 760mmHg。

结构特性

2-甲基吡咯-3-甲酸乙酯结构中的吡咯环是化合物的核心骨架，其中的氮原子的孤对电子参与环的共轭，赋予分子稳定性。相较于单纯的吡咯，2-甲基吡咯-3-甲酸乙酯的吡咯环2号位连接一个甲基，甲基为弱供电子基，可能通过空间位阻效应影响吡咯环的亲电取代反应位点；3号位连接甲酸乙酯基团，甲酸乙酯基团为强极性基团，影响分子的溶解性和化学反应活性。

合成研究

虽然吡咯类化合物的研究热度一直未减，但实际上见于文献报道的2-甲基吡咯-3-甲酸乙酯的合成工艺研究并不多，关于该物质的应用研究也相对匮乏。

单纯从结构的角度分析，2-甲基吡咯-3-甲酸乙酯可以看做是2-甲基吡咯-3-甲酸与乙醇酯化反应的产物。那么我们需要考虑的便是其吡咯羧酸前体的制备。研究表明，吡咯羧酸类物质可以下述步骤合成^[2]：以取代基团的乙酰基衍生物和乙酸乙酯为原料得到取代基团的甲酰丙酮衍生物，再与氨基丙二酸二乙酯盐酸盐关环生成吡咯羧酸衍生物乙酯，最后水解反应得到目标产物吡咯羧酸化合物。该发明路线反应条件温和，纯化简单，以较高的收率和高纯度制得终产物，适合工艺放大，批量生产。依据该法设计合成2-甲基吡咯-3-甲酸，可进一步尝试2-甲基吡咯-3-甲酸乙酯的制备。

除此之外，文献还报道了一种通用的吡咯甲酸酯类化合物的合成方法^[3]。具体地，将N-取代哌啶加入溶剂中，在醋酸铜，4-二甲氨基吡啶和添加剂存在下，在氧气中加热反应得到碘代吡咯类化合物；接着将碘代吡咯类化合物，钯盐，氧化剂，添加剂和醇混和，在CO气氛中加热反应即可得到吡咯甲酸酯类化合物。该方法具有原料简单，操作简便，条件温和，底物适用范围广等优点，为吡咯甲酸酯类化合物的合成提供了一种经济实用且绿色环保的新方法，2-甲基吡咯-3-甲酸乙酯的合成同样可以参照该法进行设计尝试。

参考文献

[1]樊文鹏.新型吡咯酯类化合物的合成及其在卷烟中的应用[D].河南农业大学,2023.

[2]涂强,郦荣浩.一种吡咯羧酸衍生物的合成方法:CN201910619365.5[P].CN110357804A.

[3]张新迎,王芳,范学森,等.一种吡咯甲酸酯类化合物的合成方法:CN201811414705.2[P].CN109232356A.