电化学促进的甘氨酸衍生物酯交换反应

doi:10.6023/cjoc202406031

有机化学 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (4): 1360-1368.DOI: 10.6023/cjoc202406031 上一篇下一篇

研究论文

电化学促进的甘氨酸衍生物酯交换反应

尤晓琴^†,a, 黄克金^†,b, 庄诗怡^a^,^*(), 刘晨江^b^,^*(), 金伟伟^a^,^*()

a 中国计量大学生命科学学院浙江省特色农产品品质及危害物控制技术重点实验室杭州 310018
b 新疆大学化学学院乌鲁木齐 830017

收稿日期:2024-06-21 修回日期:2024-09-15 发布日期:2024-10-10
作者简介:^† 共同第一作者
基金资助:
国家自然科学基金(22161044); 中国计量大学启动基金(01101-231067)

Electrochemically Promoted Transesterification Reaction of Glycine Derivatives

Xiaoqin You^†,a, Kejin Huang^†,b, Shiyi Zhuang^a(), Chenjiang Liu^b(), Weiwei Jin^a()

a Key Laboratory of Special Agricultural Products Quality and Hazards Controlling Technology of Zhejiang Province, College of Life Sciences, China Jiliang University, Hangzhou 310018
b College of Chemistry, Xinjiang University, Urumqi 830017

Received:2024-06-21 Revised:2024-09-15 Published:2024-10-10
Contact: * E-mail: chemzsy@126.com; pxylcj@126.com; wwjin0722@163.com
About author:^† These authors contributed equally to this work.
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(22161044); Scientific Research Foundation of China Jiliang University(01101-231067)

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摘要/Abstract

报道了一例电化学促进的甘氨酸衍生物的酯交换反应. 在未分隔的电解池中, 以溴化钠作为电解质、廉价易得的镍板与石墨板作为电极材料, 甘氨酸衍生物能够与醇类溶剂发生酯交换反应, 进一步合成结构更加多样化的甘氨酸酯衍生物, 收率最高可达88%. 该反应条件温和, 无需过渡金属、酸和碱等催化剂参与, 符合绿色化学理念. 此外, 在克级规模实验中, 该反应可获得1.32 g酯交换产物, 表明其在有机电合成领域具有潜在的应用价值.

关键词: 电化学, 甘氨酸衍生物, 酯交换反应

In an undivided cell, using N-phenylglycine ethyl ester as the model substrate, the reaction conditions were optimized. The results showed that the optimal reaction conditions were at room temperature and air condition, using nickel and graphite plate as anode and cathode materials respectively, 2.0 equiv. of NaBr as the electrolyte, ethylene glycol (EG)/dime- thyl-acetamide (DMA) (V∶V=3∶1) as the mixed solvent, and reacting under 6 mA constant current for 3 h. The transesterification reaction could afford various corresponding glycine derivatives up to 88% yield. This mild reaction condition without adding any transition metal, acid or base, was complied with the concept of green chemistry. In addition, 1.32 g of esterification products was successfully synthesized in a gram scale experiment, which also demonstrated the potential value of electrochemical transesterification of glycine derivatives.

Key words: electrochemistry, glycine derivatives, transesterification

引用此文

尤晓琴, 黄克金, 庄诗怡, 刘晨江, 金伟伟. 电化学促进的甘氨酸衍生物酯交换反应[J]. 有机化学, 2025, 45(4): 1360-1368.

Xiaoqin You, Kejin Huang, Shiyi Zhuang, Chenjiang Liu, Weiwei Jin. Electrochemically Promoted Transesterification Reaction of Glycine Derivatives[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2025, 45(4): 1360-1368.

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图/表 10

图1. 酯交换反应

Figure 1. Transesterification reaction

Entry	Electrode	Electrolyte/equiv.	Solvent	Yield^b/%
1	Ni(＋)\|Ni(－)	1.0	EG	75
2	Ni(＋)\|C(－)	1.0	EG	77
3^c	Ni(＋)\|C(－)	1.0	EG	71
4^d	Ni(＋)\|C(－)	1.0	EG	77
5^e	Ni(＋)\|C(－)	1.0	EG	n.r.
6	Ni(＋)\|C(－)	1.5	EG	72
7	Ni(＋)\|C(－)	2.0	EG	92
8	Ni(＋)\|C(－)	2.5	EG	89
9^f	Ni(＋)\|C(－)	1.0	EG	45
10^g	Ni(＋)\|C(－)	1.0	EG	63
11	Ni(＋)\|C(－)	2.0	EG/DMA (V∶V=3∶1)	82
12	Ni(＋)\|C(－)	2.0	EG/CH₃OH (V∶V=3∶1)	Trace
13	Ni(＋)\|C(－)	2.0	EG/EtOH (V∶V=3∶1)	47
14	Ni(＋)\|C(－)	2.0	EG/DMF (V∶V=3∶1)	71
15	Ni(＋)\|C(－)	2.0	EG/DMA (V∶V=1∶1)	55
16	Ni(＋)\|C(－)	2.0	EG/DMA (V∶V=2∶1)	81
17	Ni(＋)\|C(－)	2.0	EG/DMA (V∶V=4∶1)	77

表1. 反应条件优化a

Table 1. Optimization of reaction conditions

表2. 甘氨酸酯的底物范围a,b

Table 2. Substrate scope of glycine esters

表3. 醇的底物范围a,b

Table 3. Substrate scope of alcohols

图2. 克级规模实验与衍生化

Figure 2. Gram scale experiment and derivatization

图3. 克级规模实验装置

Figure 3. Gram scale experiment equipment

图4. 自由基捕获实验

Figure 4. Free radical capture experiments

图5. 循环伏安曲线a

Figure 5. Cyclic voltammetry curves a Cyclic voltammograms using C disk as work electrode, a Pt disk and Ag/AgCl as counter and reference electrode respectively at 1000 mV/s scan rate. Red line: 3 mL EG, 1 mL DMA, containing 0.4 mmol NaBr; black line: 3 mL EG, 1 mL DMA, containing 0.4 mmol NaBr and 0.2 mmol 1a

图6. 可能的反应机理

Figure 6. Possible reaction mechanism

图7. 电化学促进甘氨酸酯与醇的酯交换反应研究

Figure 7. Transesterification reaction study of glycine esters with alcohols

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	(黄克金, 蔡金博, 王瑞革, 张永红, 王斌, 夏昱, 金伟伟, 李新勇, 刘晨江, 有机化学, 2024, 44, 989.) doi: 10.6023/cjoc202308018
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Electrochemically Promoted Transesterification Reaction of Glycine Derivatives

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