二甲氧基膦酰基乙酸叔丁酯
[CAS 62327-21-3]

基本信息

• 产品分类: 有机原料 >> 有机膦化合物
• 产品名称: 二甲氧基膦酰基乙酸叔丁酯
• 英文名: tert-Butyl O,O-dimethylphosphonoacetate
• 别名: Dimethyl (tert-butoxycarbonyl)methylphosphonate
• 分子式: C₈H₁₇O₅P
• 分子量: 224.19
• CAS 登录号: 62327-21-3
• EC 号码: 629-650-9
• 分子行输入简码SMILES: CC(C)(C)OC(=O)CP(=O)(OC)OC

物理化学性质

• 密度: 1.1±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 沸点: 275.6±23.0 °C 760 mmHg (计算值)^*
• 闪点: 134.5±42.9 °C (计算值)^*
• 折射率: 1.423 (计算值)^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P271-P280-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335

发现和应用

叔丁基 O,O-二甲基膦酰基乙酸酯是一种有机磷化合物，其分子内同时含有膦酸酯和酯官能团。从结构上看，它可以被视为膦酰基乙酸的衍生物，其中膦酸部分以二甲基膦酸酯的形式存在，而羧酸部分则以叔丁基酯的形式受到保护。此类化合物常作为有机合成中的中间体，特别是在构建碳-碳键的反应中。

该分子包含三个主要结构单元：膦酸酯基团、酯基以及连接这些官能团的亚甲基桥连基团。膦酸酯区域具有 P(=O)(OCH₃)₂ 的基本构型，其中磷原子与一个双键结合的氧原子及两个甲氧基相连。由于磷与氧之间存在显著的电负性差异，磷中心呈四面体构型且高度极化。

磷酰基（P=O）是分子中极化程度最高的区域，对分子间相互作用有显著贡献。尽管在常规结构式中常将其表示为双键，但磷-氧间的相互作用实际上具有显著的离子性和共振特性。该基团中的氧原子是一个强氢键受体，对分子的极性有很大影响。

连接在磷中心的是一个亚甲基单元，该单元又与衍生自羧酸盐的叔丁基酯相连。叔丁基酯部分由一个羰基构成，该羰基连接着一个带有叔丁基取代基的氧原子。酯化反应掩盖了相应羧酸的酸性，并且与游离酸相比，通常会增加分子的疏水性。

叔丁基在酯官能团周围引入了显著的空间位阻。这种空间效应既能影响反应活性，也能改变挥发性和溶解度等物理性质。叔丁基酯在合成中应用广泛，因为它们通常可在酸性条件下脱除，而在许多其他反应环境中则保持稳定。

位于膦酸酯基团和含羰基部分之间的亚甲基碳具有重要的化学意义，因为它邻接两个吸电子基团。这种取代方式使得亚甲基氢原子的酸性远高于普通烷烃。在该位置发生去质子化反应可生成一种经共振稳定的碳负离子等价物，这一特性赋予了膦酰基乙酸酯衍生物极高的合成价值。此类含膦酸酯基团的化合物常用于诸如 Horner–Wadsworth–Emmons 反应等转化过程中；在该类反应中，由磷原子稳定的碳负离子与羰基化合物反应，从而生成碳-碳双键。膦酸酯基团的吸电子效应有助于稳定这些反应过程中的活性中间体。

从理化性质角度来看，O,O-二甲基膦酰基乙酸叔丁酯兼具极性区域和疏水区域。其中的磷酰基和酯基赋予了分子显著的极性及氢键受体能力，而甲氧基和叔丁基取代基则提供了疏水特性。因此，该分子通常能与多种有机溶剂良好相容。

在化学性质方面，膦酸酯基团和叔丁酯官能团在中性条件下通常保持稳定，但在适宜的水解条件下可能会发生断裂。磷原子中心本身在多种反应环境中均表现出良好的稳定性，而活化的亚甲基位点往往是主要的反应活性中心。

总体而言，O,O-二甲基膦酰基乙酸叔丁酯是一种多功能的有机磷酸酯，其结构特征包括极性膦酸酯基团、受保护的羧基官能团以及活化的亚甲基桥。该化合物的重要性主要体现在其作为一种多用途合成中间体，广泛应用于碳-碳键形成反应之中。

参考文献

2009. Synthesis from Phosphonates and Enones or Enals. Science of Synthesis.
DOI: https://science-of-synthesis.thieme.com/app/text/?id=SD-046-00015

2005. Curtius Rearrangements of α-Acylazido Phosphonates. Science of Synthesis.
DOI: https://science-of-synthesis.thieme.com/app/text/?id=SD-021-00315