Syntes av acetoättiksyraester är en vanlig syntesreaktion inom organisk kemi och används för att framställa en alfa-substituerad aceton. Först löses en acetoättiksyraester som etylacetoacetat i alkohol – ofta etanol – sedan deprotoneras och alkyleras av en elektrofil såsom alkylhalogenid. Den intermediära alkylerade estern hydrolyseras sedan med natriumhydroxid följt av sur vattenlösning. Upparbetningen resulterar i dekarboxylering för att ge den önskade alfa-substituerade acetonen. En mängd olika elektrofiler kan användas i alkyleringssteget, vilket gör syntesen av acetoättiksyraester till en mångsidig reaktion för att syntetisera komplexa molekyler.
Även om en mängd olika alkoxigrupper i princip kan användas, är acetoättiksyraestern ofta helt enkelt etylacetoacetat eftersom etanol är ett billigt och allmänt tillgängligt lösningsmedel. Industriellt framställs etylacetoacetat genom att behandla diketen med etanol. I labbet kan emellertid etylacetoacetat också framställas genom Claisen-kondensering av etylacetat. Två ekvivalenter etylacetat, ett billigt och vanligt lösningsmedel, kombineras i närvaro av natriumetoxid för att bilda en ekvivalent av det önskade etylacetoacetatet och en annan ekvivalent av etanol. Basen och lösningsmedlet måste dela samma etoxigrupp som estern för att undvika transsterifieringsbireaktioner.
Syntesen av acetoättiksyraester bygger på den speciella kemin hos karbonylföreningar. Speciellt är alfakolen på karbonylkolen speciellt sura; som ett resultat kan karbonylföreningar såsom estrar och ketoner lätt bilda negativt laddade enolater. Detta resulterar i resonansstabilisering av elektronerna på enolatet. Etylacetoacetat har två karbonylgrupper intill dess alfakol, så det är särskilt surt. Även relativt svaga baser såsom natriumetoxid deprotonerar etylacetoacetat fullständigt och irreversibelt.
Efter att enolatet har bildats blir det en kraftfull nukleofil som kan alkyleras av en lämplig elektrofil. Den vanligaste elektrofilen som väljs för syntesen av acetoättiksyraester är en enkel alkylhalogenid, och den resulterande reaktionen fortskrider genom bimolekylär nukleofil substitution. Kemisten måste se till att använda en primär eller allylisk alkylhalogenid för att påskynda substitutionsreaktionen och för att undvika konkurrerande bireaktioner.
Mer ovanliga elektrofiler kan dock användas. Till exempel kan en alfa-, beta-omättad karbonylförening – en Michael-acceptor – användas i syntesen som en del av en Michael-reaktion. Oavsett elektrofil sker samma reaktion: en alkylgrupp läggs till etylacetoacetat när en ny kol-kolbindning bildas.
Flera alkyleringar kan förekomma om så önskas. Enolatreaktionen kan upprepas helt enkelt genom att tillsätta ytterligare en ekvivalent bas följt av ytterligare en ekvivalent elektrofil för att bilda den dialkylerade produkten. Syntesen av acetoättiksyraester är därför användbar för syntes av mono- och disubstituerade acetoner. Reaktionen kan dock inte genomföras en tredje gång eftersom det bara finns två protoner bundna till alfakolet i etylacetoacetat. Som ett resultat kan högst två deprotoneringar, och följaktligen två alkyleringar, någonsin utföras.
De två sista stegen omvandlar den substituerade estern till slutprodukten. Den substituerade acetoacetatestern behandlas med natriumhydroxid för att hydrolysera estern, vilket ger karboxylatsaltet. Vattenhaltig syra tillsätts sedan, vilket främjar dekarboxyleringen av karboxylsyran. Koldioxid bubblar ut ur lösningen och lämnar den ersatta ketonprodukten.
Syntes av acetoättiksyraester är en mångsidig reaktion för syntes av alfa-substituerade ketoner. Det används ofta i retrosyntetisk analys av önskade föreningar. Närhelst en önskad förening är en alfa-substituerad keton, kan den ofta syntetiseras med användning av acetoättiksyraestersyntes. Kemister har erkänt dess användbarhet och den utgör grunden för tillverkning av så olika ämnen som parfymer, mediciner och matfärger.