氯丙二酸二甲酯的分子式为C5H7ClO4，常态下为无色至淡黄色液体且伴有刺激性气味，微溶于水，可与乙醇、乙醚等有机溶剂混溶，具备酯和卤代烃的化学特性。它可以作为重要的有机合成中间体，在医药、农药、精细化工产品合成等领域应用广泛，尤其在硝基环丙烷的立体选择性合成发挥了至关重要的作用。
氯代丙二酸二甲酯
应用
合成高度官能化硝基环丙烷
硝基烯烃作为常用的合成砌块，在有机化学制备中应用广泛，但此前缺乏有效的催化不对称环丙烷化方法。现有合成外消旋硝基环丙烷的方法存在产率不稳定和非对映选择性不佳的问题。探索了两条基于迈克尔引发环化（MIRC）策略合成丙二酸酯取代环丙烷的路线。起初尝试的路线A是碱介导丙二酸酯亲核试剂与卤代硝基烯烃反应，虽初步研究有一定成果，但从不对称催化角度看并不理想，该路线还存在反应步骤繁琐、需制备特定中间体等问题。碱催化α-卤代丙二酸酯与硝基烯烃反应。氯代丙二酸二甲酯在此路线中作为关键底物，与硝基烯烃在叔胺碱催化下反应，生成迈克尔加成产物。但该加成产物在普通条件下难以环化，发现使用1,8 - 二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）和六甲基磷酰胺（HMPA），能使加成产物高效环化，形成硝基环丙烷。开发出了一锅法环丙烷化反应，以良好的产率从多种脂肪族和芳香族硝基烯烃合成出单一非对映异构体的硝基环丙烷，且通过 ¹H NMR 光谱和 X 射线晶体学研究确定了产物的反式相对立体化学。
具体步骤如下：先将β-硝基苯乙烯与氯代丙二酸二甲酯混合，加入1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯反应一段时间，再加入六甲基磷酰胺和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯 继续反应，最后经过萃取、干燥和柱色谱纯化得到产物[1]。在实现高效的非对映选择性合成后，进一步探索不对称诱导。使用修饰的金鸡纳生物碱代替DBU催化氯代丙二酸二甲酯与硝基烯烃的初始迈克尔加成反应，再进行1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯介导的环化。虽然反应的对映选择性不高，最高仅达47% ee。
参考文献
[1]H S M ,Thomas M ,J S C .Stereoselective synthesis of highly functionalized nitrocyclopropanes via organocatalyic conjugate addition to nitroalkenes.[J].The Journal of organic chemistry,2006,71(19):7494-7.