中文名稱:對(duì)甲基苯乙酸
中文別名:對(duì)甲基苯乙酸;對(duì)甲苯乙酸,99%;對(duì)甲基苯乙酸甲酯;對(duì)甲苯基乙酸1KG;對(duì)甲苯基乙酸;對(duì)甲苯乙酸;對(duì)甲苯基乙酸,99%;4-甲基苯乙酸
英文名稱:4-Methylphenylaceticacid
英文別名:P-METHYLPHENYLACETICACID;P-TOLYLACETICACID;RARECHEMALBO0137;ASISCHEMD13361;4-METHYLPHENYLACETICACID;4-TOLYLACETICACID;4-(Carboxymethyl)toluene,p-Tolylaceticacid;TheMethylbenzeneaceticacid
CAS號(hào):622-47-9
分子式:C9H10O2
分子量:150.17
?貨號(hào):PN04791
對(duì)甲基苯乙酸(4-Methylphenylacetic acid),又稱4 - 甲基苯乙酸,是一種芳香族羧酸類有機(jī)化合物,化學(xué)分子式為 C9H10O2,分子量 150.18,CAS 號(hào)為 622-47-9。其結(jié)構(gòu)由苯環(huán)、甲基(-CH?)和乙酸側(cè)鏈(-CH?COOH)組成,苯環(huán)上的甲基位于乙酸基的對(duì)位(4 號(hào)位),兼具芳香烴的穩(wěn)定性與羧酸的酸性,是醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料等領(lǐng)域常用的中間體。
1. 物理性質(zhì)
· 外觀:常溫下為白色結(jié)晶性粉末或片狀固體,純品無(wú)臭,工業(yè)品可能略帶特殊芳香氣味。
· 熔點(diǎn) / 沸點(diǎn):
i. 熔點(diǎn)約 105-108°C(熔點(diǎn)較高,表明分子間通過(guò)羧酸基團(tuán)形成氫鍵,晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定);
ii. 沸點(diǎn)約 285-290°C(常壓),高溫下易脫羧,通常采用減壓蒸餾純化(如 140-150°C/10 mmHg)。
· 溶解性:
i. 微溶于冷水(溶解度約 0.2 g/100 mL,25°C),易溶于熱水、乙醇、乙醚、丙酮等極性溶劑;
ii. 在氯仿、苯等非極性溶劑中溶解度中等,可通過(guò)酸堿中和反應(yīng)(如與 NaOH 成鹽)提高水溶性,用于分離純化。
2. 化學(xué)性質(zhì)
· 羧酸的酸性:
· 具有典型羧酸的性質(zhì),pKa 約 4.3(與苯甲酸相近),可與堿(如 NaOH、NaHCO?)反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽,例如:對(duì)甲基苯乙酸對(duì)甲基苯乙酸鈉?
· 可發(fā)生酯化反應(yīng),與醇在酸催化下生成酯(如與乙醇生成對(duì)甲基苯乙酸乙酯),用于香料合成或官能團(tuán)保護(hù)。
· 苯環(huán)的取代反應(yīng):
· 甲基(-CH?)為鄰、對(duì)位定位基,苯環(huán)上易發(fā)生親電取代反應(yīng)(如鹵代、硝化、磺化),例如:
· 與溴在鐵粉催化下生成 2 - 溴 - 4 - 甲基苯乙酸(甲基鄰位取代);
· 與濃硝酸 / 濃硫酸混合酸發(fā)生硝化反應(yīng),生成 4 - 甲基 - 3 - 硝基苯乙酸。
· 側(cè)鏈反應(yīng):
· 乙酸側(cè)鏈(-CH?COOH)中的亞甲基(-CH?-)可在強(qiáng)氧化劑(如 KMnO?)作用下氧化為羧酸(但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,通常需劇烈條件);
· 在脫水劑(如 P?O?)作用下加熱可脫羧生成甲苯(需高溫,如 300°C 以上),是制備甲苯衍生物的潛在路徑。
3. 合成路徑
· 氰化法(經(jīng)典工藝):
i. 以對(duì)甲基氯芐(4-CH?C?H?CH?Cl)為原料,與氰化鈉(NaCN)在乙醇中發(fā)生親核取代反應(yīng),生成對(duì)甲基苯乙腈(4-CH?C?H?CH?CN);
ii. 腈基在酸性或堿性條件下水解為羧酸,例如:對(duì)甲基氯芐乙醇對(duì)甲基苯乙腈???對(duì)甲基苯乙酸
總產(chǎn)率約 60%-75%,需注意氰化物的毒性,操作需在嚴(yán)格安全防護(hù)下進(jìn)行。
· 格氏試劑法(實(shí)驗(yàn)室常用):
以對(duì)甲基溴苯為原料,與鎂屑制備格氏試劑(4-CH?C?H?MgBr),再與二氧化碳反應(yīng)后酸化得到目標(biāo)產(chǎn)物:對(duì)甲基溴苯乙醚對(duì)甲基苯基溴化鎂?對(duì)甲基苯乙酸鎂鹽對(duì)甲基苯乙酸
產(chǎn)率約 50%-60%,適合小批量合成,無(wú)需使用劇毒氰化物,但需無(wú)水無(wú)氧條件。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域
· 醫(yī)藥工業(yè):
· 作為非甾體抗炎藥(NSAIDs)中間體,用于合成布洛芬類似物(如引入甲基增強(qiáng)脂溶性);
· 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物中,作為苯乙胺類化合物的前體,用于多巴胺受體激動(dòng)劑或抗抑郁藥的合成。
· 農(nóng)藥與香料:
· 農(nóng)藥方面,可制備苯乙酸酯類殺蟲劑(如與醇類酯化后增強(qiáng)對(duì)害蟲的觸殺作用);
· 香料領(lǐng)域,其酯類衍生物(如對(duì)甲基苯乙酸乙酯)具有甜美的花果香,用于調(diào)配日化香精(如香水、香皂)或食用香料(如草莓、蜂蜜風(fēng)味)。
· 有機(jī)合成與材料:
· 作為配體前體,通過(guò)羧酸基團(tuán)與金屬離子(如 Zn2?、Cu2?)配位,制備金屬有機(jī)框架(MOFs)或催化劑;
· 在高分子材料中,可通過(guò)酯化反應(yīng)引入苯環(huán)結(jié)構(gòu),提高聚合物的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度(如聚酯樹脂改性)。
5. 安全與儲(chǔ)存
· 安全性:
· 低毒,對(duì)皮膚和眼睛有輕微刺激性,接觸后需用大量清水沖洗;
· 燃燒時(shí)產(chǎn)生 CO、CO?等刺激性氣體,避免與強(qiáng)氧化劑(如高氯酸、硝酸)混合存放。
· 儲(chǔ)存條件:
· 密封儲(chǔ)存于陰涼干燥處,使用塑料袋或紙板桶包裝,防止吸潮結(jié)塊;
· 保質(zhì)期通常 2-3 年,避免高溫(>60°C)和陽(yáng)光直射,按一般可燃化學(xué)品管理。
總結(jié)
對(duì)甲基苯乙酸是一種兼具芳香性與羧酸活性的多功能中間體,其核心優(yōu)勢(shì)在于苯環(huán)對(duì)位甲基的定位效應(yīng)和羧酸基團(tuán)的可修飾性,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域。通過(guò)氰化、格氏試劑等合成路徑可高效制備,操作中需注意氰化物毒性或無(wú)水條件控制。其衍生物在藥物設(shè)計(jì)中常通過(guò)甲基調(diào)節(jié)分子親脂性,或通過(guò)羧酸成鹽改善水溶性,是有機(jī)合成中不可或缺的基礎(chǔ)原料。
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