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1-甲基吡咯烷-3-胺:性质、合成与应用

1-methylpyrrolidin-3-amine是一种饱和含氮杂环胺,在3位同时具有叔N-甲基和伯胺基团,使其成为在药物化学和制药研究中广泛应用的多功能手性构建模块。

IUPAC名称
1-甲基吡咯烷-3-胺
分子式
C₅H₁₂N₂
分子量
100.16 g/mol
关键官能团
伯胺(–NH₂)、叔胺(N-甲基)
环系
五元吡咯烷环
手性中心
C-3位(可为外消旋体或对映体)
主要应用
药物中间体及药物化学构建模块

化学结构与物理性质

1-甲基吡咯烷-3-胺(CAS号待核实)属于饱和五元含氮杂环的吡咯烷家族。其结构由一个吡咯烷环组成,环上的氮原子带有N-甲基取代基(使其成为叔胺),而3位碳上带有伯氨基(–NH₂)。这种双氮架构在两个不同位点赋予了独特的反应活性,使其在合成化学中备受重视,可实现选择性官能化策略。

该化合物分子式为C₅H₁₂N₂,分子量约为100.16 g/mol。作为低分子量脂肪胺,在常温常压下预期为无色至淡黄色液体或低熔点固体,可与水、甲醇、乙醇等极性质子溶剂混溶。伯胺和叔胺基团均显碱性;伯胺通常主导氢键供体能力,而叔N-甲基氮则主要作为氢键受体。C-3位是一个立体中心,意味着该化合物可以(R)-或(S)-对映体或外消旋混合物的形式存在,每种形式在不对称合成和手性药物开发中均有独特用途。

合成与制备路线

有几种成熟的合成策略可用于制备1-甲基吡咯烷-3-胺。最常见的方法是以商业可得的3-吡咯烷醇或3-氨基吡咯烷为起始原料,随后在环氮上进行N-甲基化。N-甲基化可通过还原胺化实现,使用甲醛和还原剂(如氰基硼氢化钠NaBH₃CN或三乙酰氧基硼氢化钠NaBH(OAc)₃)在温和条件下进行。另一种方法是在碱存在下使用碘甲烷(MeI)直接甲基化,但需仔细控制过度烷基化问题。

(R)-或(S)-对映体的对映选择性合成可通过以下方式实现:对前手性前体进行不对称加氢、使用手性酸(如酒石酸、扁桃酸)对外消旋胺进行手性拆分,或从手性库氨基酸出发并应用成环反应。当C-3位的伯胺通过相应腈或硝基中间体的还原引入时,反应序列必须合理设计以适当保护环氮。Boc保护伯胺是在多步合成中区分两个氮中心的常用策略。

在药物化学与药物发现中的应用

1-甲基吡咯烷-3-胺主要作为合成生物活性分子的多功能构建模块而备受重视。吡咯烷骨架是药物化学中的优势结构:与链状胺相比,它赋予构象刚性;在某些情况下与哌啶类似物相比,代谢稳定性更高;并且由于碱性氮中心的存在,水溶性良好。N-甲基基团可防止不必要的N–H代谢氧化途径,这些途径会限制仲胺的半衰期。

C-3位的伯胺官能团是多功能的偶联反应活性位点。它可参与与羧酸或酰氯的酰胺键形成、与醛和酮的还原胺化、磺酰胺形成、脲和氨基甲酸酯合成,以及与杂环亲电试剂的偶联。这些转化使1-甲基吡咯烷-3-胺成为基于片段的药物发现(FBDD)文库以及激酶抑制剂、GPCR配体和蛋白酶抑制剂骨架修饰中的常用组分。

C-3位的立体化学通常具有重要的药理学意义。对映体纯形式允许进行构效关系(SAR)研究,探究三维形状如何影响靶点结合、选择性和ADMET性质。研究人员经常将(R)-和(S)-两种形式纳入并行合成方案,以确定特定生物靶点的优效对映体。

操作、储存与安全注意事项

作为伯脂肪胺,1-甲基吡咯烷-3-胺预期对皮肤、眼睛和呼吸道具有腐蚀性和刺激性。应遵循标准实验室预防措施:在通风良好的通风橱中操作,佩戴适当的个人防护装备,包括耐化学品手套、安全护目镜和实验服。应避免吸入蒸气。如发生皮肤或眼睛接触,应立即用大量水冲洗并酌情就医。

该化合物应储存在密封容器中,远离强氧化剂、酸和水分。推荐的储存条件通常为2–8 °C,或在惰性气氛(氮气或氩气)下室温保存,以防止氧化和吸湿。请查阅产品(SKU M173360)随附的安全数据表(SDS),了解具体的危害分类、GHS图示符、急救措施以及符合当地法规的处置指导。废弃物处置应遵循机构及区域含胺化合物化学废弃物管理指南。

订购信息与产品规格

Aladdin Scientific以SKU M173360供应1-甲基吡咯烷-3-胺。研究人员应查阅产品页面,了解当前可用包装规格、纯度规格(典型纯度等级及GC或HPLC等分析方法)以及价格。对于需要对映体纯物料的项目,请联系Aladdin Scientific技术支持团队,询问(R)-或(S)-对映体作为独立目录产品或定制合成选项的供应情况。

订购时,建议核实所需的立体化学形式(外消旋体、(R)或(S))以及适合预期应用的纯度等级——合成级物料可能足以用于早期探索性工作,而先进的生物学评估通常需要更高纯度(≥97%或≥98%)和明确的对映体过量值(ee)。Aladdin Scientific的质量控制文件(包括分析证书CoA)可按需提供,以支持法规和GLP合规需求。

常见问题

1-甲基吡咯烷-3-胺与3-氨基吡咯烷有何区别?

3-氨基吡咯烷的环氮为仲胺(N–H),而1-甲基吡咯烷-3-胺的环氮带有N-甲基,使该位点成为叔胺。这种甲基化消除了环上的N–H,改变了碱性、氢键性质和代谢氧化敏感性——这些性质可在药物设计中被策略性地利用以调节药代动力学。

1-甲基吡咯烷-3-胺是否有对映体纯形式供应?

C-3立体中心意味着(R)-和(S)-两种对映体均存在。对映体纯形式的供应取决于当前目录;研究人员应直接联系Aladdin Scientific(SKU M173360产品页面),确认特定对映体是否有库存或可通过定制合成获得。对映体纯度通常通过手性HPLC或旋光度测量来表征。

利用1-甲基吡咯烷-3-胺的伯胺基团可以进行哪些反应?

C-3位的伯胺(–NH₂)具有高度反应活性,可进行酰胺键形成(与羧酸、酰氯或活化酯)、还原胺化(与醛和酮)、磺酰胺合成(与磺酰氯)、脲/氨基甲酸酯形成(与异氰酸酯或氯甲酸酯),以及席夫碱形成。这些反应使该化合物在合成多样化药效团文库中具有广泛用途。

应如何储存1-甲基吡咯烷-3-胺以保持稳定性?

在惰性气氛(氮气或氩气)下,于2–8 °C的密封容器中储存,或按照产品标签和SDS的说明储存。远离强氧化剂、酸和水分。请在SKU M173360的分析证书(CoA)上核实具体条件,因为稳定性数据可能因批次和制剂而异。

研究用途有哪些纯度等级可供选择?

SKU M173360的纯度等级和可用规格列于Aladdin Scientific产品页面。典型试剂级胺类通常提供≥95%、≥97%或≥98%的纯度(由GC或滴定法测定)。对于敏感的生物学实验,选择最高可用纯度可将可能产生脱靶活性的杂质干扰降至最低。

参考文献

  1. Vitaku, E.; Smith, D. T.; Njardarson, J. T. Analysis of the structural diversity, substitution patterns, and frequency of nitrogen heterocycles among U.S. FDA approved pharmaceuticals. J. Med. Chem. 2014, 57, 10257–10274. doi:10.1021/jm501100b
  2. Roughley, S. D.; Jordan, A. M. The medicinal chemist's toolbox: an analysis of reactions used in the pursuit of drug candidates. J. Med. Chem. 2011, 54, 3451–3479. doi:10.1021/jm200187y
  3. Taylor, R. D.; MacCoss, M.; Lawson, A. D. G. Rings in drugs. J. Med. Chem. 2014, 57, 5845–5859. doi:10.1021/jm4017625
  4. Aladdin Scientific. Product datasheet: 1-methylpyrrolidin-3-amine, SKU M173360. Aladdin Scientific, Shanghai.

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-甲基吡咯烷-3-胺:性质、合成与应用》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月9日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/1-methylpyrrolidin-3-amine-properties-synthesis-applications.html
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