简介
4-溴丁酸叔丁酯为无色至淡黄色油状液体，沸点225.9 °C，密度1.26 g cm⁻³；可溶于氯仿、己烷等有机溶剂，需避光冷藏保存。其分子同时含溴代烷与叔丁酯基团，兼具亲电烷基化能力和温和水解特性，常作为烷基化砌块用于构建含丁酸侧链的医药、农药及功能材料中间体。
4-溴丁酸叔丁酯的性状
合成
方法一：在无水硫酸镁（1.2 g, 10 mmol）的CH2Cl2 （15 mL）溶液中加入浓硫酸（0.15 mL, 2.5 mmol）。反应混合物搅拌15 min，加入溴丁酸420 mg， 2.5 mmol。最后加入t-丁醇1.2 mL, 12 mmol。将反应混合物在室温下搅拌48小时，然后用NaHCO3aq淬火，搅拌至硫酸镁全部溶解。有机层用盐水洗涤，在Na2SO4上干燥，蒸发。用硅胶柱层析（洗脱液：CH2Cl2）纯化残渣。4-溴丁酸叔丁酯（470mg, 2.1 mmol），产率85%。1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ3.46 (t, 2H, J = 6.6 Hz), 2.41 (t, 2H, J = 6.7 Hz), 2.19-2.08 (m, 2H), 1.45 （s, 9H）[1]。
方法二：将三氟乙酸酐（6ml）缓慢加入4-溴丁酸（3.4 g, 20.48 mmol）的干THF （30ml）溶液中，预冷至-40°C。将所得溶液在上述温度下搅拌30分钟。加入叔丁醇（25ml），使溶液加热至环境温度，再搅拌16小时。将反应混合物缓慢倒入碎冰和饱和碳酸氢钠溶液（50ml）的混合物中。将产物萃取到乙酸乙酯（100ml）中，用水（100ml）和盐水（100ml）洗涤有机相。在Na2SO4上干燥，过滤并浓缩至干燥。用硅胶快速色谱法（5%乙酸乙酯/己烷）纯化残渣得到标题化合物4-溴丁酸叔丁酯[2]。
用途
4-溴丁酸叔丁酯通常作烷基化试剂，通过侧链溴代与底物发生亲核取代，引入叔丁酯保护的丁酸臂，在卤化烷基化/威廉姆森醚合成中作关键反应原料。将k2CO3（712 mg, 5.12 mmol, 3 eq）和4-溴丁酸叔丁酯（335 mg, 1.72 mmol, 1 eq）加入到起始物质8（400 mg, 1.72 mmol, 1 eq）的DMF（15 mL）溶液中。回流加热混合物8小时。用乙酸乙酯和水提取，用盐水洗涤，用Na2SO4干燥，真空浓缩。用硅胶柱层析纯化粗产物（石油醚/乙酸乙酯= 30/1-20/1）[3]。
参考文献
[1] Kawaguchi, Mitsuyasu; et al. Screening and X-ray Crystal Structure-based Optimization of Autotaxin (ENPP2) Inhibitors, Using a Newly Developed Fluorescence Probe. ACS Chemical Biology (2013), 8(8), 1713-1721.
[2] Liu, Lin; et al. Total Synthesis of (-)-Flueggeacosine C. Organic Letters (2024), 26(35), 7341-7346.
[3] Hu, Mengdie; et al. ZX703: A Small-Molecule Degrader of GPX4 Inducing Ferroptosis in Human Cancer Cells. ACS Medicinal Chemistry Letters (2024), 15(3), 406-412.