3-氧代环戊烷羧酸乙酯

一、基础化学信息

标准命名

Ethyl 3-oxocyclopentane-1-carboxylate

中文：3 - 氧代环戊烷 - 1 - 羧酸乙酯

分子式：

C 

8

 H 

12

 O 

3

，分子量：156.18

结构关联体系

同系列三元产品：

游离酸：98-78-2（3 - 氧代环戊烷羧酸）

甲酯：32811-75-9

乙酯：5400-79-3（本品）

五元环骨架，C1 手性碳（工业多消旋体，可拆分 R/S 单一构型）；1 位乙酯、3 位环戊酮羰基双活性官能团。

理化性状

无色至浅黄透明油状液体；沸点 98~102℃/4mmHg；不溶于水，易溶于二氯甲烷、THF、乙醇、甲苯、DMF；医药合成纯度≥99.0%；稳定性优于游离羧酸，耐储存、不易脱羧潮解；强碱加热会皂化水解为游离羧酸 98-78-2。

二、双官能团反应活性对比甲酯 / 游离酸

1. 1 位乙酯基团

碱水解→98-78-2 游离羧酸；

胺酯交换：和伯胺 / 杂环胺一步合成酰胺（药物核心连接键）；

强还原剂（LiAlH₄）还原为羟甲基；弱还原剂不影响酯基；

克莱森分子间缩合构建多羰基稠环杂环。

2. 3 位环戊酮羰基

NaBH₄选择性还原得到3 - 羟基环戊甲酸乙酯（手性羟基关键中间体，酯基全程稳定不被还原）；

与羟胺、肼、伯胺缩合生成肟、腙、亚胺；Knoevenagel 缩合接入氟苯、杂环、三氟甲基药效侧链；

格氏试剂加成引入烷基、芳基侧链；可与邻二胺环合生成咪唑、吡咯、恶唑稠杂环。

同系列三者优劣对比

表格

品类 储运稳定性 有机溶剂溶解度 酯交换活性 生产成本 适用场景

游离酸 98-78-2 差，易吸潮、高温脱羧 水中可溶，弱有机溶剂溶解一般 无（需先酰氯化） 最低 水相反应、必须先活化

甲酯 32811-75-9 优良 良好 高 中等 绝大多数无水合成、CRO 通用首选

乙酯 5400-79-3 优良 脂溶性最优 略低于甲酯 略高于甲酯 长碳链脂溶性药物、高疏水 API 体系

三、药物合成核心用途（总消耗 85%）

1. JAK1/TYK2 自身免疫抗炎抑制剂（第一大消耗赛道）

用于类风湿关节炎、银屑病、溃疡性结肠炎、特应性皮炎新一代高选择性 JAK 候选药：

合成路线：乙酯与杂环芳胺酯交换构建酰胺骨架；酮羰基还原手性羟基并烷基化修饰；手性拆分提升靶点选择性；

结构优势：五元脂环降低 CYP450 肝代谢，减少血栓、血脂升高副作用；乙酯脂溶性更强，适合高疏水分子配方。

2. SGLT2 改良型降糖药（2 型糖尿病、心衰）

达格列净、恩格列净同系优化衍生物合成：酮还原→羟基保护→乙酯还原羟甲基→对接葡萄糖苷母核；环戊骨架提升肾脏靶向性，减少泌尿感染、酮症风险。

3. 抗肿瘤激酶抑制剂（BTK、FGFR、MEK/ERK）

BTK 淋巴瘤抑制剂：酯交换酰胺键连接吡咯并嘧啶母核，3 位羟基形成氢键增强肿瘤细胞抑制；

MEK 通路（匹配司美替尼研发管线）：五元脂环替代芳香环，大幅降低 MEK 类特征皮疹、甲沟炎皮肤毒性；

FGFR 实体瘤（胆管癌、肺癌）：缩合引入氟代苯、三氟甲基强效药效片段。

4. PROTAC 蛋白降解剂高速增量市场

本品为脂环柔性连接子标准原料：一端乙酯酰胺化结合靶激酶配体；一端酮还原羟基延伸烷基链，末端对接来那度胺型 CRBN E3 配体；乙酯带来更高脂水分配系数，提升肿瘤细胞穿透效率。

5. 中枢神经药物（抗抑郁、神经性镇痛、抗癫痫）

酮羰基与伯胺缩合生成环戊基亚胺胺类结构，五元脂环易透过血脑屏障；还原羟基做成氨基甲酸酯长效前药，降低给药频次。

6. 抗感染、抗真菌药物

喹诺酮侧链修饰：替换哌嗪环，提升抗耐药革兰阳性菌活性；

唑类抗真菌：酮肟化后烷基连接三氮唑，抑制真菌麦角固醇合成。

四、次要应用：农药、精细化工（15%）

农药中间体：酮肟衍生物为低毒杀菌剂，防治水稻纹枯病、果蔬白粉病；水解羧酸可制备植物生长调节剂；

手性拆分助剂：拆分得到单一 R/S 构型乙酯，用于拆分胺类手性 API 中间体；

树脂改性单体：参与聚酯、环氧树脂共聚，提升漆膜耐水解、耐候与机械强度。