介绍
环丁基甲酰氯的化学式为C5H7ClO，外观为白色结晶粉末。环丁基结构可以影响药物分子的空间构型和电子云分布，从而影响药物与靶点的相互作用，增强药物的活性和选择性。它还可用于合成各种环丁基衍生物，与醇、胺等亲核试剂发生反应，分别生成相应的酯和酰胺。
图一 环丁基甲酰氯
合成
向2,5-二甲基-1,3-噻唑-4-羧酸（107mg，0.681mmol）的THF（5mL）溶液中加入亚硫酰氯（118μL，1.36mmol）和两滴DMF。将混合物在室温下搅拌2小时，并在减压下浓缩。将残余物溶解在DMA（6mL）中，在0°C下向溶液中加入27b（200mg，0.619mmol）。将混合物在室温下搅拌2小时。用饱和碳酸氢钠水溶液稀释混合物，用AcOEt萃取。提取物用饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩。将残余固体从乙醇中重结晶，得到白色晶体环丁基甲酰氯（248mg，87%）：熔点239-240°C[1]。
图二 环丁基甲酰氯的合成
亲核反应机理
亲核试剂（如胺、醇、水等）凭借其富含电子的部位，向环丁基甲酰氯的羰基碳发起进攻，形成一个带有负电荷的四面体中间体。在这个过程中，羰基的π键断裂，电子转移到氧原子上，使得氧原子带上一个负电荷。接着，这个四面体中间体并不稳定，会发生消除反应，即原先与羰基碳相连的氯原子带着一对电子离去，重新生成羰基双键，同时形成亲核取代产物。环丁基甲酰氯与醇反应，醇中的氧原子作为亲核试剂进攻羰基碳，形成四面体中间体，随后氯原子离去，生成相应的酯和氯化氢[2]。
不同的溶剂对亲核试剂的溶剂化作用不同，从而影响亲核试剂的活性。在极性非质子溶剂中，由于溶剂对亲核试剂的阳离子部分有较强的溶剂化作用，而对阴离子部分的溶剂化作用较弱，使得亲核试剂的阴离子能够更自由地发挥亲核作用，有利于环丁基甲酰氯亲核取代反应的进行。
参考文献
[1]Oguro, Yuya; Cary, Douglas R.; Miyamoto, Naoki; Tawada, Michiko; Iwata, Hidehisa; Miki, Hiroshi; Hori, Akira; Imamura, Shinichi[Bioorganic and Medicinal Chemistry, 2013, vol. 21, # 15, p. 4714 - 4729]
[2]SHIMADA S, SAIGO K, NAKAMURA H, et al. Novel (4 + 2)-Type Reaction of 2-(Dimethylamino)cyclobutanecarboxylic Esters with Carbonyl Compounds[J]. ChemInform, 1992, 23: