方酸 | 2892-51-5

• 物质功能分类: 化学试剂 - 有机试剂 - 脂肪酮(含烯醇)
• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机酸及其衍生物 - 乙烯基酸
• 中文名称: 方酸
• 中文别名: 3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮；方型酸；3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮/方酸；方形酸；四方酸
• 英文名称: squaric acid
• 英文别名: 3,4-dihydroxy-3-cyclobutene-1,2-dione；3,4-dihydroxycyclobut-3-ene-1,2-dione
• CAS: 2892-51-5
• 化学式: C₄H₂O₄
• mdl: MFCD00001334
• 分子量: 114.057
• InChiKey: PWEBUXCTKOWPCW-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  >300 °C(lit.)
• 沸点：
  250.96°C
• 密度：
  1.82 g/cm3
• 闪点：
  190 °C
• 溶解度：
  20g/l
• 稳定性/保质期：
  遵循规定使用和储存，则不会发生分解。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.7
• 重原子数：
  8
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  1.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  74.6
• 氢给体数：
  2
• 氢受体数：
  4

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  8
• 危险品标志：
  Xi
• 安全说明：
  S26,S36,S37/39
• 危险类别码：
  R36/37/38,R43
• WGK Germany：
  3
• 海关编码：
  29144090
• 危险品运输编号：
  3261
• 危险类别：
  8
• RTECS号：
  GU1800000
• 包装等级：
  II
• 危险标志：
  GHS07
• 危险性描述：
  H315,H317,H319,H335
• 危险性防范说明：
  P261,P280,P305 + P351 + P338
• 储存条件：
  请将产品存放在阴凉干燥的环境中。

制备方法与用途

化学性质

方酸为白色粒状结晶粉末。分子中 C–C 键键长并不完全相等。它具有强酸性，其双负离子存在如下共振结构：其中 C–O 和 C–O 键的长度相等，负电荷可以均匀分布在所有氧原子上，因此表现出很强的对称性和良好的稳定性。此外，方酸可被溴或高锰酸钾氧化。

化学反应

方酸不与苯肼反应，但与三氯化铁水溶液反应会生成深紫色物质。其性质类似于羧酸，能够与碱形成盐，也可生成酰氯、混合酸酐、酯及酰胺。作为一种酰化剂，它可以对富电子活化的芳环进行酰化反应。同时，方酸还能与含有活泼双键或活泼甲基的化合物反应，生成具有特殊性能的新化合物。

制取

最早的制备方法是通过1-氯-1,2,2-三氟乙烯与锌反应产生全氟环丁烯，然后与乙醇反应转化为1,2-二乙氧基-3,3,4,4-四氟-1-环丁烯，最后进行水解，从而得到方酸。

用途

方酸是有机化学中的多功能合成子。它可作为酰化试剂用于与富电子活化的芳环进行酰化反应，并且能够与含活泼双键或活泼甲基的化合物反应，生成具有特殊性能的新化合物。此外，方酸还用作合成有机光导体、液晶显示材料、激光书写记录材料及静电照相光受体材料的中间体，同时用于合成光导方酸菁和二氯环丁烯二酮等染料。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  方酸 在 草酰氯 作用下， 以 四氯化碳 、 N,N-二甲基甲酰胺 为溶剂， 以0.6 g的产率得到3,4-二氯-3-环丁烯-1,2-二酮
  参考文献：
  名称：

  Water-driven ligations using cyclic aminosquarates: a class of useful S_N1-like reactions

  摘要：

  我们报道了一类水溶性和水稳定的环状氨基方形酸，它们在完全水相环境中与半胱氨酸或赖氨酸残基结合而不产生副产物。这些结合反应包括加成–消除反应，水以类似SN1反应的方式促进这些反应。反应物的结构多样性使其有潜力识别蛋白质上的特定氨基酸残基。

  DOI：

  10.1039/c0cc03989f
• 作为产物：
  描述：

  poly-silver(I) squarate 在 盐酸 作用下， 以 乙醚 为溶剂， 反应 48.0h， 生成 方酸
  参考文献：
  名称：

  电动有机反应：第27部分。活化酯的阴极裂解机理；草酸盐，方酸盐和草酸盐

  摘要：

  草酸，3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮（方酸）和草酰胺的酯在中等电位下被阴极还原。在非质子溶剂中，并在循环伏安时间范围内，将酯裂解成相应的烷烃。对于草酸盐，通过伏安法，库仑法和详细的产品分析对阴极裂解的机理进行了深入研究。在受控电位电解的时间尺度上，不定水快速电催化生成的酯进行碱催化的水解与阴极裂解竞争。类似地，观察到涉及草酸酯和添加的醇的快速碱催化的酯交换反应，这提供了一种通过将醇与易得的草酸酯（例如草酸二乙酯）的混合物进行共电解而将醇还原裂解为烷烃的实用方法。

  DOI：

  10.1016/s0040-4020(01)90033-x
• 作为试剂：
  描述：

  苯胺 、 乙醛酸乙酯 、 4-(tert-butoxycarbonyl)-3-ethyl-3a,6a-dihydro-4H-pyrrolo[2,3-d]isoxazole 2-oxide 在 方酸 作用下， 以 甲苯 、 乙腈 为溶剂， 以56 %的产率得到rac-10-(tert-butyl) 6-ethyl(6S,6aS,6bR,9aR,10aS)-9-ethyl-5,6,6a,6b,9a,10a-hexahydro-10H-isoxazolo[5',4':4,5]pyrrolo[3,2-c]quinoline-6,10-dicarboxylate
  参考文献：
  名称：

  脱芳香吡咯与偕溴硝基烷的(3+2)反应：合成2,3-二氢吡咯

  摘要：

  1-Boc-吡咯与原位生成的 α-溴亚烷基亚硝基银的脱芳香 1,3-偶极环加成反应生成一系列 3 a ,6 a -二氢-4-Boc-吡咯并[2,3- d ]异恶唑-2-在非常温和的条件下生成氧化物（17-91% 产率）。环加成产物的N-脱氧得到二氢-吡咯并[2,3 -d ]异恶唑，其精加工产生各种官能化的2,3-二氢吡咯和吡咯烷，展示了我们的吡咯脱芳构化新策略的潜在效用。

  DOI：

  10.1039/d4cc01437e

文献信息

• Squaraines as Fluoro−Chromogenic Probes for Thiol-Containing Compounds and Their Application to the Detection of Biorelevant Thiols
  作者：Jose V. Ros-Lis、Beatriz García、Diego Jiménez、Ramón Martínez-Máñez、Félix Sancenón、Juan Soto、Fernando Gonzalvo、M. Carmen Valldecabres

  DOI：10.1021/ja031987i

  日期：2004.4.1

  A highly selective colorimetric chemodosimeter for thiol-containing compounds in aqueous solutions is reported. The design protocol makes use of a highly specific reaction between thiols and the electrophilic four-membered ring of highly colored, fluorescent squaraine backbones. At neutral pH selective decoloration and total emission quenching was found due to the rupture of the highly delocalized

  报道了一种用于水溶液中含硫醇化合物的高选择性比色化学剂量计。该设计方案利用硫醇与高度着色的荧光方酸骨架的亲电四元环之间的高度特异性反应。在中性 pH 值下，由于选择性亲核加成含硫醇衍生物时高度离域的方酸菁骨架破裂，发现选择性脱色和总发射猝灭。方酸衍生物已成功应用于人血浆中低分子量氨基硫醇的测定。该方法体现了化学剂量计方法在为目标客人寻找新的或改进的显色选择性或特异性探针方面的潜在适用性。
• 一种吡啶鎓离子修饰的近红外方酸染料及其 制备与应用
  申请人：福州大学

  公开号：CN109762364B

  公开（公告）日：2020-03-10

  本发明公开了一种吡啶鎓离子修饰的近红外方酸染料及其制备方法和应用，其是以吡啶鎓离子修饰的三甲基二氢吲哚衍生物和二氰乙烯基方酸衍生物为原料制得所述近红外方酸染料。该近红外方酸染料具有较好的稳定性及优异的光学性能，尤其是吡啶鎓离子基团可增强染料的水溶性。将该近红外方酸染料用于敌草快的检测时，敌草快分子可与染料分子相互作用，引发染料吸收光谱和荧光光谱的改变，从而可作为敌草快检测的荧光探针，用于环境中敌草快的荧光检测，并具有较好的检测灵敏度。
• 苯硼酸修饰的近红外方酸染料及其制备方法 和应用
  申请人：福州大学

  公开号：CN108676024B

  公开（公告）日：2019-10-15

  本发明公开了一种苯硼酸修饰的近红外方酸染料及其制备方法和应用，其是将吲哚修饰的苯硼酸衍生物和二氰基乙烯基方酸衍生物混合，经溶解、回流、减压蒸除溶剂及硅胶柱层析纯化，制得所述近红外方酸染料。该方酸染料具有较好的稳定性及优异的光学性能，尤其是对位取代的苯硼酸基团，可与ATP分子中的顺式二醇部分结合，故可通过染料、ATP和CTAB分子之间的多重静电作用，引发染料吸收光谱和荧光光谱的改变，从而可作为ATP检测的荧光探针，用于细胞内ATP的荧光成像检测，且该探针具有较好的生物相容性和细胞通透性、较低的生物毒性，对ATP具有较好的检测灵敏度。
• Synthesis, Photochemical and In Vitro Cytotoxic Evaluation of New Iodinated Aminosquaraines as Potential Sensitizers for Photodynamic Therapy
  作者：Filipa Mandim、Vânia C. Graça、Ricardo C. Calhelha、Isabel L. F. Machado、Luis F. V. Ferreira、Isabel C.F.R. Ferreira、Paulo F. Santos

  DOI：10.3390/molecules24050863

  日期：——

  with a standard. The quantum yields of singlet oxygen generation were determined and exhibited to be strongly dependent on the nature of the amino substituents introduced in the squaric ring. The photodynamic activity of the synthesized dyes was tested against four human tumor cell lines: breast (MCF-7), lung (NCI-H460), cervical (HeLa) and hepatocellular (HepG2) carcinomas; and a non-tumor porcine liver

  在这项工作中，合成了几种基于苯并噻唑的氨基方酸染料，在所谓的光疗窗口（650-800 nm）内显示出强吸收。通过确定相应的磷光发射并通过与标准的比较来评估所有新染料产生单线态氧的能力。单线态氧产生的量子产率被确定并表现出强烈依赖于在方环中引入的氨基取代基的性质。针对四种人类肿瘤细胞系测试了合成染料的光动力活性：乳腺癌 (MCF-7)、肺癌 (NCI-H460)、宫颈癌 (HeLa) 和肝细胞癌 (HepG2)；和非肿瘤猪肝原代细胞培养物 (PLP2)。发现所有合成的化合物在辐射时比在黑暗中更能抑制肿瘤细胞的生长，在大多数情况下，非常显着。考虑到非肿瘤细胞表现出的光动力活性和低毒性，一些合成的染料可被视为作为 PDT 光敏剂的潜在候选者。
• Synthesis and in vitro evaluation of the antitumoral phototherapeutic potential of squaraine cyanine dyes derived from indolenine
  作者：Eurico Lima、Octávio Ferreira、Vanessa S.D. Gomes、Adriana O. Santos、Renato E. Boto、José R. Fernandes、Paulo Almeida、Samuel M. Silvestre、Lucinda V. Reis

  DOI：10.1016/j.dyepig.2019.04.007

  日期：2019.8

  wavelength close to the maximum absorption wavelength of the squaraine dyes. The indolenine squaraine dyes showed a high ability to produce singlet oxygen and good photostability. The zwitterionic dyes, namely the unsubstituted dye, the barbituric acid derivative and the monothiosquaraine dye, showed relevant photodynamic activity. It was noteworthy that the unsubstituted squaraine dye exhibited a cytotoxic

  在这项工作中，合成了位于四元中心环上的具有不同基团的几种对称的吲哚烯酸方酸菁染料，例如硫，巴比妥酸，氨基和甲氨基，并对其结构进行了充分表征。所有染料在可见光区域均显示出强而窄的吸收带。为了评估它们的单线态氧形成能力，使用了1,3-二苯基异苯并呋喃测定。为了推断它们的光稳定性，评估了这些方酸菁染料在曝光时的降解。在体外通过3-（4,5-二甲基噻唑-2-基）-2,5-二苯基溴化四溴化铵测定方法在几种肿瘤（Caco-2，MCF-7和PC-3）中评估了这些化合物作为光敏剂的光动力疗法潜力和非肿瘤（NHDF和N27）细胞系，使用定制的基于LED的曝光系统，发射的辐射中心波长接近方酸染料的最大吸收波长。吲哚烯酸方酸染料显示出产生单线态氧的高能力和良好的光稳定性。两性离子染料，即未取代的染料，巴比妥酸衍生物和一硫代方酸染料具有相关的光动力学活性。值得注意的是，与NHDF正常细胞系相比，未取代的方酸染料对

表征谱图