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2-氧杂-7-氮杂螺[4.4]壬烷:性质、用途与研究

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane是一种双环螺环化合物,由四氢呋喃环和吡咯烷环通过共享的季碳螺原子相连,是药物化学和药物发现研究中极具价值的骨架结构。

IUPAC名称
2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane
分子式
C7H13NO
分子量
127.18 g/mol
化合物类别
螺环杂环化合物(氧氮双杂双环)
关键官能团
仲胺(NH)、环内醚氧
主要应用
药物化学合成砌块及药物发现中间体

结构与化学性质

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane属于螺环杂环化合物,由两个五元环——四氢呋喃(氧戊环)环和吡咯烷环——通过单个季碳螺原子稠合而成。系统命名法中,数字标注了杂原子在壬烷碳骨架中的位置:氧位于2位,氮位于7位。

该化合物分子式为C7H13NO,分子量约为127.18 g/mol。仲胺氮使分子具有碱性和亲核性,能够参与多种化学转化,包括N-烷基化、N-酰化、还原胺化及偶联反应。四氢呋喃环内的醚氧原子赋予分子极性和氢键受体能力,与纯碳环类似物相比可改善水溶性。

刚性的三维螺环骨架相比线型或单环类似物具有独特的构象约束,这在药物研究中至关重要——与生物靶标的形状互补性是该化合物备受关注的关键驱动力。

合成与供应

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane可通过多种成熟合成策略制备,这些策略常用于螺环胺的构建。一种通用方法是对适当官能化的氨基醇前体进行环化,通过分子内成醚或内酰胺化将第二个环闭合到预先形成的吡咯烷或四氢呋喃核心上。

另一种路线采用以环状酮为起始原料的[3+2]或扩环方法,通过还原胺化或肟还原步骤引入氮官能团,再经环化得到螺环骨架。仲胺产物可以游离碱形式分离,也可制成稳定盐(如盐酸盐)以改善操作和储存稳定性。

Aladdin Scientific供应2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane(货号:O175002),为需要高纯度可靠原料开展合成和生物学研究的研究人员提供支持。建议研究人员在使用前查阅产品规格说明书,以确认纯度、外观和储存条件。

在药物化学与药物发现中的应用

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane等螺环胺类化合物作为优势骨架在现代药物发现中受到广泛关注。其三维几何结构能够覆盖平面芳香化合物难以企及的化学空间区域,这对于开发具有良好ADMET特性的选择性候选药物越来越被认为至关重要。

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane的仲胺基团是文库合成的多功能连接点,可通过酰化、磺酰化、还原胺化或过渡金属催化交叉偶联等方式便捷地进行衍生化。所得类似物被评估为酶、G蛋白偶联受体(GPCR)和离子通道等多类靶标的抑制剂或调节剂。

与纯碳螺环类似物(2-azaspiro[4.4]nonane)相比,环系中氧原子的引入提高了水溶性并降低了亲脂性,使氧氮螺环骨架在需要兼顾渗透性与溶解性的先导化合物优化中极具吸引力。

此外,刚性螺环核心可限制附加药效团的构象自由度,有望提高结合选择性和代谢稳定性——这两个参数对于推动候选化合物从苗头化合物到先导化合物乃至更后期阶段至关重要。

操作、储存与安全注意事项

与大多数含反应性胺基的杂环化合物一样,操作2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane时应遵守标准实验室安全规程。研究人员在使用前应查阅随产品提供的最新安全数据表(SDS),以获取权威的危害、操作及废弃处置信息。

一般良好实验室操作规范包括:在通风良好的通风橱中操作,佩戴适当的个人防护装备(PPE),包括丁腈手套、实验室外套和护目镜。应避免与皮肤、眼睛和黏膜接触。化合物应按产品标签规定的条件储存——通常为阴凉干燥环境,若对湿度敏感则需在惰性气氛下密封保存。

废弃物处置必须符合当地机构和政府有关化学废弃物的法规要求。提醒研究人员,各地区法规要求不同,具体处置指导请参阅SDS。

常见问题

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane在研究中有什么用途?

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane主要用作药物化学和药物发现中的螺环合成砌块。其仲胺基团可进行多种衍生化反应,刚性三维螺环骨架有助于研究人员探索平面芳香化合物难以覆盖的化学空间,从而支持选择性类药分子的开发。

氧氮螺环骨架与全碳螺环类似物有何不同?

与2-azaspiro[4.4]nonane等全碳类似物相比,2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane环系中以氧原子取代亚甲基后,分子极性增加,水溶性提高,亲脂性降低。这些性质差异在先导化合物优化阶段往往具有优势,有助于在膜渗透性与溶解性之间取得平衡。

可以对2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane的仲胺进行哪些反应?

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane的仲胺具有亲核性,可发生N-烷基化、N-酰化、磺酰化、还原胺化以及过渡金属催化交叉偶联反应(如Buchwald-Hartwig胺化)。这些转化使其成为组合化学或药物化学文库中生成多样类似物的多功能连接点。

2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane应如何储存?

储存条件应以Aladdin Scientific提供的产品标签和安全数据表(SDS)为准。一般而言,含胺杂环化合物储存于阴凉干燥处,在惰性气氛下密封以防止吸潮和氧化。请务必遵循随产品提供的具体说明。

Aladdin Scientific是否供应2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane?

是的,Aladdin Scientific以货号O175002供应2-oxa-7-azaspiro[4.4]nonane。研究人员可联系Aladdin Scientific了解可用数量、纯度规格、价格及配送选项等信息。

参考文献

  1. Lovering, F.; Bikker, J.; Humblet, C. Escape from Flatland: Increasing Saturation as an Approach to Improving Clinical Success. J. Med. Chem. 2009, 52, 6752–6756. doi:10.1021/jm901241e
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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.《2-氧杂-7-氮杂螺[4.4]壬烷:性质、用途与研究》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月9日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/2-oxa-7-azaspiro-4-4-nonane-properties-uses-research.html
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