苄基 N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯:操作与应用指南
苄基 N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯:操作与应用指南
benzyl N-(3-oxocyclopentyl)carbamate 是一种多功能的Cbz保护环戊酮构建单元,广泛用作药物化学和制药工艺开发中的双官能合成中间体。
- 化学名称
- 苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯
- 货号
- B177002
- 官能团
- Cbz保护氨基和环戊酮酮基
- 主要应用
- 制药及药物化学中的合成中间体
- 保护基
- Cbz(苄氧羰基),可通过氢解脱除
- 关键反应活性
- 酮基可进行还原胺化、亲核加成和缩合反应;氨基可在温和氢解条件下释放
化学特性与结构
苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯(货号:B177002)是一种有机化合物,具有五元碳环酮环,3-位氨基以苄氧羰基(Cbz)氨基甲酸酯形式保护。该分子因此呈现两种正交反应性官能团:适合亲核加成、还原胺化、缩合及Wittig型反应的酮羰基,以及可在温和氢解条件下(如H2/Pd-C,1 atm,室温)选择性脱保护而不影响大多数其他常见保护基的Cbz保护氨基。
与无环类似物相比,环戊酮骨架赋予一定的构象刚性,这一特性在药物化学中用于控制靶向受体候选药物的结合几何构型。该化合物通常为白色至类白色结晶固体,应作为中等反应活性的酮类中间体处理。
推荐操作与储存
个人防护装备:操作苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯时,请佩戴丁腈手套、安全护目镜和实验服。特别是在称量操作期间,应在通风良好的通风橱中操作,以尽量减少细颗粒物的吸入。
储存条件:将化合物储存在密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的区域,远离强氧化剂、还原剂和强碱。建议在2–8 °C或在惰性气氛(氮气或氩气)下于室温储存,以防止缓慢氧化或吸潮,两者均可能随时间降解化合物。请在产品检验合格证(CoA)上确认确切的推荐储存条件。
稳定性:Cbz基团在合成后处理中通常遇到的温和pH范围内对含水酸性和碱性条件稳定。酮基在强碱性条件下可能发生缓慢的羟醛型自缩合;避免在溶液中长时间暴露于强碱。
废弃物处置:按照当地机构和政府关于有机化学废弃物的法规处置废弃物料和受污染溶剂。
合成应用与反应活性
苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯的双官能性使其成为多步合成中的重要构建单元:
- 还原胺化:环戊酮酮基在氰基硼氢化钠或三乙酰氧基硼氢化钠等还原剂存在下与伯胺和仲胺反应,经Cbz脱保护后得到3-氨基取代的环戊胺衍生物。
- 亲核加成:有机锂和格氏试剂加成到酮基上得到叔醇,在Cbz基团保持完好的同时增加分子复杂性。
- Cbz脱保护:在H2/Pd-C下氢解在温和条件下定量释放游离胺,从而进行后续酰化、磺酰化或进一步修饰。
- Wittig/Horner–Wadsworth–Emmons烯基化:酮基作为羰基组分引入环外烯烃以进行进一步官能化。
- 烯胺和烯醇形成:酮旁的α-亚甲基位充分活化,可进行烯醇化学反应,实现α-烷基化或Michael加成序列。
这些反应途径使该化合物在制备受限环戊胺骨架方面特别具有吸引力,适用于激酶抑制剂、蛋白酶抑制剂和CNS活性候选药物的开发。
质量、纯度与分析表征
研究人员在用于敏感合成序列之前,应验证化合物的结构和纯度。推荐的分析技术包括:
- 1H和13C核磁共振波谱:确认Cbz芳基和OCH2信号、环戊酮羰基和氨基甲酸酯NH的存在。特征信号包括δ约5.1 ppm处的苄基OCH2双峰(1H),δ约156 ppm处的氨基甲酸酯羰基,以及δ约218 ppm处的酮羰基(13C)。
- 高效液相色谱(HPLC):反相HPLC(C18色谱柱,乙腈/水梯度)提供定量纯度评估。Aladdin Scientific为每批次产品提供检验合格证(CoA),详细说明纯度和物理表征数据。
- 红外光谱:预期在约1720 cm−1(酮)和1700 cm−1(氨基甲酸酯C=O)处有强羰基伸缩吸收。
- 质谱:ESI-MS或APCI-MS确认分子量;化合物可能以[M+H]+或[M+Na]+加合物形式检出。
请务必索取并审查每批次的CoA。如果纯度不符合目标应用要求,在使用前可考虑从适当溶剂体系重结晶或柱色谱纯化。
订购、包装与支持
苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯可通过货号B177002从Aladdin Scientific购买。如需下单,请联系您所在地区的Aladdin Scientific代表或访问Aladdin Scientific在线目录。大包装和定制包装可按需提供;请向销售团队咨询货期和定价。
安全数据表(SDS)可从Aladdin Scientific产品页面下载,首次使用前应仔细阅读。如需有关合成应用、分析表征或替代试剂的技术咨询,请联系Aladdin Scientific技术支持团队。
所有产品均附有检验合格证,确认特定生产批次的结构、纯度和储存建议。
常见问题
苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯中Cbz基团的最佳脱保护方法是什么?
Cbz(苄氧羰基)基团最常通过催化氢解脱除,使用氢气(1 atm)在钯碳(Pd/C,5–10 wt%)上于甲醇或乙醇等质子溶剂中室温反应。该方法在标准条件下可干净地释放游离胺而不影响环戊酮酮基。当无法使用加压氢气时,可使用甲酸铵和Pd/C进行转移氢化作为替代方案。
苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯适合用于还原胺化反应吗?
是的,苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯的环戊酮羰基对还原胺化具有反应活性。在适当胺组分存在下使用氰基硼氢化钠或三乙酰氧基硼氢化钠可得到3-氨基环戊基衍生物。应注意避免在此阶段同时脱除Cbz保护基的条件,如使用Pd/C与氢气的组合。
苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯应如何储存以保持稳定性?
该化合物应储存在密封容器中,置于阴凉、干燥的环境中,远离潮气、强氧化剂和强碱。一般建议在惰性气氛(氮气或氩气)保护下于2–8 °C或室温储存。请务必参阅批次特定的检验合格证和安全数据表以获取确认的储存说明。
该化合物可用于合成药物发现中的环戊胺骨架吗?
是的,苄基N-(3-氧代环戊基)氨基甲酸酯专门设计作为药物化学中的双官能构建单元。酮基和Cbz保护氨基的正交反应活性使顺序合成操作成为可能,使其适用于构建与激酶抑制剂、蛋白酶抑制剂和CNS候选药物相关的受限环戊胺骨架。
参考文献
- Greene, T.W.; Wuts, P.G.M. Protective Groups in Organic Synthesis, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 2007. (Cbz protecting group theory and deprotection methods)
- Abdel-Magid, A.F.; Mehrman, S.J. A Review of the Use of Sodium Triacetoxyborohydride in the Reductive Amination of Ketones and Aldehydes. Org. Process Res. Dev. 2006, 10, 971–1031. doi:10.1021/op0601007
- Aladdin Scientific. Certificate of Analysis, Benzyl N-(3-oxocyclopentyl)carbamate, SKU B177002. (Lot-specific document available from Aladdin Scientific upon request.)
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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