(R)-2-N-Cbz-氨基戊烷-1,5-二醇:操作与使用规程
(R)-2-N-Cbz-氨基戊烷-1,5-二醇:操作与使用规程
(R)-2-N-Cbz-amino-pentane-1,5-diol是一种对映体富集的Cbz保护氨基二醇,可作为多功能手性构建模块,用于合成复杂天然产物、药物及其他具有明确立体化学的目标分子。
- CAS / SKU编号
- SKU B700269(CAS编号待供应商确认)
- 分子式
- C₁₄H₂₁NO₄(待确认)
- 保护基
- 氮原子上的N-Cbz(苄氧羰基)保护基
- 立体化学
- C-2位为(R)构型
- 官能团
- 伯醇(C-1)、仲Cbz-胺(C-2)、伯醇(C-5)
- 推荐储存条件
- 低温(2–8°C)、干燥、避光、惰性气氛保存(请参阅SDS确认)
概述与化学性质
(R)-2-N-Cbz-氨基-戊烷-1,5-二醇(阿拉丁SKU B700269)是一种双官能团手性化合物,在1位和5位各含一个羟基,2位含苄氧羰基(Cbz)保护的胺基。C-2位的(R)立体中心赋予该化合物明确的手性,使其成为立体选择性合成的重要前体。
Cbz基团是合成化学中应用最广泛的胺保护基之一,在碱性条件下稳定,可通过催化氢解(如Pd/C、H₂)或强酸(如HBr/AcOH)干净脱除,与其他保护基联用时可实现正交脱保护策略。
两个游离羟基的存在允许选择性官能化:C-5位受阻较小的伯醇通常可通过空间或电子效应与C-1羟基区分,从而实现区域选择性转化,如甲苯磺酰化、甲磺酰化或氧化反应。
注意:分子量、确切CAS编号及纯度规格应参照阿拉丁科学B700269批次当前质量分析证书(CoA)进行核实。
储存与安全注意事项
储存:请将(R)-2-N-Cbz-氨基-戊烷-1,5-二醇储存于低温(2–8°C)、干燥、避光的环境中。长期储存建议在惰性气氛(氩气或氮气)下保存,以减少氧化降解。每次使用后请及时密封容器。
操作:在通风良好的通风橱中操作。佩戴适当的个人防护装备(PPE),包括耐化学品手套、实验服和安全防护眼镜。避免接触皮肤、眼睛和黏膜。
废弃处置:按照当地、地区及国家有机化学废弃物法规处置废弃物料,切勿倒入下水道。
重要提示:使用前请务必查阅阿拉丁科学为SKU B700269提供的当前安全数据表(SDS),其中详细说明了具体危害分类、急救措施及法规信息。
推荐合成应用
(R)-2-N-Cbz-氨基-戊烷-1,5-二醇通常作为手性构建模块用于多步合成。主要应用包括:
- 手性吡咯烷和哌啶的合成:选择性活化一个羟基(如生成甲磺酸酯或甲苯磺酸酯),然后在脱除Cbz后进行分子内N-烷基化,可得到对映体纯的环状胺,这是药物化学中的重要骨架。
- 天然产物合成:该化合物中存在的1,2-氨基醇和1,5-二醇结构单元广泛存在于多种具有生物活性的天然产物中,可作为片段偶联策略的起始原料。
- 正交保护策略:Cbz保护的氮原子和游离羟基可利用成熟的保护基化学独立操作,从而实现复杂分子的构建。
- 不对称合成:明确的(R)立体中心可通过底物控制反应,在后续步骤中将手性传递至新形成的立体中心。
注意:每种应用的具体反应条件、产率和文献先例应在研究使用前查阅一级文献加以验证。
分步操作方案
请按照以下步骤安全有效地使用(R)-2-N-Cbz-氨基-戊烷-1,5-二醇(SKU B700269):
- 使用前准备:从冷藏环境中取出样品瓶,开盖前先使其平衡至室温,以防大气中的水分因温差冷凝于化合物上。
- 开瓶与称量:若化合物对水分敏感(请参阅SDS确认),请在干燥、惰性气氛手套箱内或在干燥氮气气流保护下开瓶。使用分析天平,对适当容器去皮后称取所需量。
- 溶解:将化合物溶于合适的无水溶剂中。氨基二醇衍生物常用溶剂包括二氯甲烷(DCM)、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)或甲醇,具体选择取决于后续反应要求。请参阅CoA或一级文献核实溶解度数据。
- 反应设置:若后续化学反应需要隔绝空气或水分,请使用标准Schlenk技术或惰性气氛技术。混合前确认化合物与所有试剂的相容性。
- Cbz脱保护(如需):在质子溶剂(如乙醇或甲醇)中,使用Pd/C(通常10 wt%)在H₂(1 atm)下通过催化氢解脱除Cbz基团;也可用乙酸中的HBr处理。后处理前通过硅藻土过滤催化剂。
- 后处理与纯化:反应结束后,按反应条件进行标准水相后处理。通过柱色谱(硅胶)、重结晶或其他适当方法纯化产物。用TLC或HPLC监测反应进程。
- 重新密封与储存:将未用完的化合物放回原容器,在惰性气体保护下密封,并按规定储存于2–8°C。
质量控制与分析表征
为确认收到时及储存后(R)-2-N-Cbz-氨基-戊烷-1,5-二醇的鉴别和纯度,推荐以下分析方法:
- TLC:在硅胶板上用适当洗脱体系(如乙酸乙酯/己烷混合液)展开,用UV(254 nm)和/或高锰酸钾显色。
- ¹H NMR和¹³C NMR:确认结构鉴别并评估纯度。关键信号包括Cbz氨基甲酸酯NH、苄基OCH₂(~5.1 ppm)及C-2位次甲基质子。
- 比旋光度:测定[α]D以核实(R)构型,并与CoA报告值比对。显著偏差可能提示外消旋化或降解。
- HPLC:使用手性固定相(CSP)柱或非手性反相柱配合UV检测,评估化学纯度及(适用时)对映体过量值(ee)。
- 质谱(MS):确认分子离子及与预期分子式一致的碎片离子。
注意:具体验收标准、参考比旋光度值及NMR化学位移归属应参照阿拉丁科学B700269批次CoA。此处列出的所有分析参数为氨基二醇衍生物的标准操作规范,应根据您实验室验证的具体仪器和方法进行调整。
常见问题
哪些溶剂与(R)-2-N-Cbz-氨基-戊烷-1,5-二醇相容?
二氯甲烷(DCM)、四氢呋喃(THF)、甲醇、乙醇和二甲基甲酰胺(DMF)等常见有机溶剂通常适用于此类氨基二醇衍生物。溶剂选择应以下游反应需求为导向,并参照CoA溶解度数据确认。除非用于特定转化,否则应避免与强酸性或强碱性水溶液长时间接触。
如何脱除该化合物上的Cbz保护基?
Cbz(苄氧羰基)基团最常通过催化氢解脱除:将化合物与10% Pd/C在质子溶剂(如乙醇或甲醇)中于室温H₂(1 atm)下搅拌,至TLC显示反应完全。产生游离胺和CO₂,催化剂通过硅藻土过滤除去。另一种方法是用冰乙酸中的HBr处理,同样可裂解Cbz基团,但后处理时需更仔细地除去溴化物盐。
应如何储存(R)-2-N-Cbz-氨基-戊烷-1,5-二醇以维持其稳定性?
将化合物储存于2–8°C、干燥、避光的环境中,置于密封容器内并充以惰性气氛(氮气或氩气)。开盖前先使容器平衡至室温,以防水分冷凝。具体稳定性数据和保质期请参阅阿拉丁科学SKU B700269的SDS和CoA。
(R)-2-N-Cbz-氨基-戊烷-1,5-二醇中的两个羟基能否被选择性官能化?
原则上可以。该分子含有两个伯醇羟基(C-1和C-5),但C-1羟基与Cbz保护的胺基相邻,相对于C-5羟基在空间位阻和电子效应上存在差异。可利用这些差异,通过大体积硅基保护基或酶催化拆分策略实现对某一羟基的选择性保护或活化。具体条件应通过实验验证并参考一级文献。
(R)构型对合成应用有何重要意义?
C-2位的(R)立体中心决定了底物控制反应中由该构建模块衍生的所有立体中心的绝对构型,对于获得具有正确生物活性的目标分子至关重要。在候选药物或天然产物目标分子中,使用(R)对映体与(S)对映体可能导致完全不同的生物学结果。在用于对映选择性合成前,应通过手性HPLC或比旋光度测定确认对映体纯度(ee)。
参考文献
- Aladdin Scientific. Product Information and Certificate of Analysis for (R)-2-N-Cbz-amino-pentane-1,5-diol, SKU B700269. Aladdin Scientific Corp.
- Greene, T. W.; Wuts, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 2007. (Chapter on Cbz/Z amine protection)
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General amino alcohol and diol chemistry)
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