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1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪:性质与实验室使用指南

1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪是一种带有邻硝基苯基取代基的Boc保护哌嗪构建单元,广泛用作药物化学和制药合成中的多功能中间体。

CAS号
待确认——请参阅产品规格表(B730291)
分子式
C₁₅H₂₁N₃O₄
分子量
323.35 g/mol
保护基
哌嗪N-1位叔丁氧羰基(Boc)保护
关键官能团
Boc氨基甲酸酯、叔胺、芳香族硝基(邻位)
建议储存条件
阴凉干燥处,避光防潮,密封保存
主要应用
药物中间体及药物化学构建单元

化学特性与结构

1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪由一个哌嗪环组成,其中一个氮原子(N-1)以叔丁氧羰基(Boc)保护,另一个氮原子(N-4)连接2-硝基苯基(邻硝基苯基)芳基取代基。分子式为C₁₅H₂₁N₃O₄,分子量约为323.35 g/mol。分子中同时存在吸电子硝基和酸敏感Boc氨基甲酸酯,使其成为一种经过策略设计的双功能中间体。硝基相对于哌嗪氮的邻位取向带来适度的空间效应,并可进行下游转化,如还原为苯胺或用于杂环合成中的环化反应。

合成方法与合成应用

该化合物通常通过1-Boc-哌嗪与1-氟-2-硝基苯(或其他活化的2-硝基苯基亲电试剂)在亲核芳香取代(SNAr)条件下的N-芳基化反应制备,利用邻硝基基团对离去基团置换的强活化作用。此外,以二碳酸二叔丁酯(Boc₂O)在碱存在下对1-(2-硝基苯基)哌嗪进行选择性Boc保护,同样可得到相同产物。

在药物化学中,1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪是制备具有药理活性分子的关键构建单元。Boc基团可在温和酸性条件下(如二氯甲烷中的三氟乙酸,或二噁烷中的盐酸)被有效脱除,释放出仲胺以供进一步N-官能化。硝基可通过催化氢化(如Pd/C、H₂)或Fe/AcOH还原为苯胺,进而参与酰胺键形成、还原胺化或环化反应,构建具有药物研究价值的苯并咪唑、喹喔啉等骨架。

操作、安全与储存

个人防护装备(PPE):操作时应佩戴丁腈手套、护目镜和实验服等适当个人防护装备。产生粉尘或气溶胶的操作应在通风良好的通风橱中进行。

储存:于密封容器中,在阴凉(2–8 °C或按产品标签说明)、干燥、避光防潮处保存。硝基芳香族化合物对长期光照和热暴露较为敏感,妥善储存可延长保质期并保持分析纯度。

稳定性:Boc基团在强酸性条件下易发生裂解,储存或非预期操作时应避免接触质子酸。硝基在常温常压下通常较稳定,但在意外接触还原剂或长期紫外线照射时可能被还原。

废弃物处置:按照当地机构和政府关于含氮有机化合物的法规处置废弃物,未经适当处理不得直接排入下水道。

注意:请务必查阅随产品B730291提供的最新完整安全数据表(SDS)。

质量、纯度与分析表征

Aladdin Scientific提供用于研究的1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪(SKU:B730291)。研究人员在用于关键应用前,应通过标准分析技术验证所接收物料的纯度:

  • ¹H NMR和¹³C NMR:确认硝基苯基取代基的区域化学及Boc基团的完整性。Boc叔丁基单峰通常出现在δ约1.48 ppm处(¹H NMR,CDCl₃);哌嗪CH₂质子以多重峰形式出现在δ 3.0–3.8 ppm区域;2-硝基苯基环的芳香质子共振于δ 7.0–8.0 ppm之间。
  • HPLC:反相HPLC(C18色谱柱)可进行定量纯度评估。研究级物料的典型验收标准为面积纯度≥95%。
  • LC-MS:电喷雾电离质谱确认与分子式C₁₅H₂₁N₃O₄(MW 323.35)一致的分子离子[M+H]⁺。
  • 熔点:熔点测定可作为有效的鉴别方法;具体报告值请参阅产品规格表。

请参阅每批次随附的分析证书(CoA)获取具体分析数据。

常见问题

去除1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪上Boc保护基的最佳方法是什么?

Boc基团最常在温和酸性条件下脱除。在室温下用20–50%三氟乙酸(TFA)的二氯甲烷(DCM)溶液处理1–2小时,或使用4 M盐酸的二噁烷溶液,通常可实现干净的脱保护,生成1-(2-硝基苯基)哌嗪。反应可通过TLC或LC-MS监测,产物一般在溶剂蒸发后以盐的形式分离。

能否在不裂解Boc基团的条件下,选择性还原1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪中的硝基?

是的,在严格控制的条件下,可以选择性地将硝基还原为胺基。在乙醇或乙酸乙酯中,于室温下使用Pd/C在低压H₂气氛下进行催化氢化是常用方法,通常与Boc基团相容。铁粉/乙酸或锌粉/氯化铵溶液等替代还原体系也可使用。应避免强酸性或剧烈条件,以防止Boc基团裂解。

哪些溶剂适合溶解1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪?

1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪预计可溶于常用有机溶剂,如二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃(THF)、二甲基亚砜(DMSO)和二甲基甲酰胺(DMF)。预计在水中溶解度较差。用户在用于制备或生物测定之前,应在其特定溶剂体系中凭经验验证溶解度。

1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪的典型下游合成应用有哪些?

选择性还原硝基后,所得邻氨基苯基哌嗪中间体可与醛或氧化剂环化,生成具有药物研究价值的苯并咪唑或相关杂环骨架。此外,脱除Boc基团后暴露出仲胺位点,可进行酰化、磺酰化、还原胺化或偶联反应,从而在药物发现项目中快速扩展化合物库的多样性。

参考文献

  1. Greene, T. W.; Wuts, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 2007.
  2. March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 4th ed.; Wiley: New York, 1992.
  3. Aladdin Scientific product datasheet and Certificate of Analysis for 1-Boc-4-(2-nitrophenyl)piperazine, SKU B730291.

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《1-Boc-4-(2-硝基苯基)哌嗪:性质与实验室使用指南》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月9日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/1-boc-4-2-nitrophenyl-piperazine-properties-lab-use-guide.html
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