叔丁基((二苯基磷酰基)甲基)磺酰基氨基甲酸酯:用途与操作规程
叔丁基((二苯基磷酰基)甲基)磺酰基氨基甲酸酯:用途与操作规程
tert-Butyl ((diphenylphosphoryl)methyl)sulfonylcarbamate是一种含Boc保护磺酰基氨基甲酸酯官能团的双功能有机磷-磺酰基试剂,可用作合成磺酰胺及含膦酸酯目标分子的多功能合成中间体。
- 产品编号
- T725928
- 化学名称
- ((二苯基磷酰基)甲基)磺酰基氨基甲酸叔丁酯
- 官能团
- 二苯基磷酰基、磺酰基、Boc氨基甲酸酯
- 主要用途
- 用于磺酰胺及有机磷化合物合成的双功能构建模块
- 储存建议
- 于阴凉干燥处避光避湿保存,在惰性气氛下密封储存
- 操作注意事项
- 在通风良好的通风橱中操作,避免接触皮肤、眼睛及水分
概述与化学性质
tert-Butyl ((diphenylphosphoryl)methyl)sulfonylcarbamate(Aladdin产品编号:T725928)是一种多功能有机试剂,在单一分子中集成了三个活性位点:二苯基磷酰基、磺酰基(–SO2–)连接基以及叔丁氧羰基(Boc)保护的氨基甲酸酯氮原子。连接磷酰基与磺酰基的亚甲基桥使α碳具有一定酸性,在碱性条件下可发生去质子化,生成稳定化碳负离子,适合用于C–C或C–杂原子键的形成反应。氮原子上的Boc基团提供正交保护,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4 M盐酸)选择性脱除,而不影响其他常见保护基。综合以上特性,该化合物是构建α-氨基磺酰胺、含膦酸酯肽模拟物及相关具有药理意义骨架的多功能中间体。
安全与储存规程
个人防护装备(PPE):操作本品时,请务必佩戴耐化学品手套、安全护目镜,并穿实验室防护服。所有称量及溶液配制操作均应在通风良好的通风橱内进行,以减少吸入风险。
储存条件:将本品密封于惰性气氛(氮气或氩气)下,在阴凉(建议2–8 °C)、干燥、避光处保存。水分可能使敏感官能团发生水解,可在储存容器中放置干燥剂(如分子筛或硅胶)以保持干燥。
稳定性注意事项:Boc基团对强酸和长时间加热敏感。避免将储备液长期存放于质子性溶剂中。使用前检查物料是否变色或分解,完整危害信息请参阅安全数据表(SDS)。
通用反应实验方案
以下方案概述了将tert-Butyl ((diphenylphosphoryl)methyl)sulfonylcarbamate用作亲核性亚甲基等价物或磺酰基-磷酰基构建模块的通用操作流程。
- 试剂配制:在惰性气氛下,将本品溶于无水非质子性溶剂(如四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)或二氯甲烷(DCM))中,浓度为0.1–0.5 M,搅拌至完全溶解。
- 去质子化(如需):对于需要生成碳负离子的反应,将溶液冷却至–78 °C,然后在搅拌下逐滴加入适量碱(如正丁基锂、LDA或NaH,1.0–1.2当量)。在–78 °C下继续搅拌30分钟,确保阴离子完全生成。
- 加入亲电试剂:在–78 °C下逐滴加入亲电试剂(1.0–1.5当量)。使反应体系缓慢升温至室温,并搅拌至反应完全(通过TLC或LC-MS监测转化率)。
- 后处理:用饱和氯化铵水溶液淬灭反应。用适宜有机溶剂(如乙酸乙酯)萃取,有机层用饱和食盐水洗涤,经无水Na2SO4干燥、过滤,减压浓缩。
- 纯化:用适当洗脱体系(如正己烷/乙酸乙酯梯度洗脱)进行硅胶柱层析纯化粗产品。通过1H NMR、31P NMR和/或HRMS确认产品结构与纯度。
- Boc脱保护(如需):在室温下用20–30% TFA的DCM溶液处理所得Boc保护产物1–2小时,然后浓缩并中和,得到游离磺酰基氨基甲酸酯胺。
注:具体条件(碱、溶剂、温度、当量)需根据各反应进行优化,上述流程仅为通用起始参考。
分析表征
在用于关键反应前,请采用以下分析技术确认化合物的结构和纯度:
- 1H NMR:相邻于磷酰基和磺酰基的亚甲基质子预计因P–H耦合在δ 4–5 ppm区域出现特征性二重峰。二苯基磷酰基的苯基质子出现在芳香区(δ 7.3–8.0 ppm)。叔丁基单峰预计在δ 1.4–1.5 ppm附近。
- 31P NMR:预期出现单一磷信号。应确认其化学位移落在二苯基氧化膦衍生物的典型范围内;请参阅文献或分析证书(CoA)获取参考值。
- LC-MS / HRMS:确认分子离子[M+H]+或[M+Na]+与分子式一致。合成应用推荐UV(254 nm)纯度≥95%。
- 红外光谱:预期特征吸收峰包括S=O伸缩振动(约1130–1170 cm–1和1300–1350 cm–1)、P=O伸缩振动(约1180–1240 cm–1)以及Boc氨基甲酸酯C=O伸缩振动(约1700–1730 cm–1)。
所有谱学数据均应与产品批次的分析证书(CoA)进行比对,使用前如发现异常应予以标记。
常见问题排查与使用建议
反应产率低:确保溶剂和玻璃器皿完全干燥,微量水分可能猝灭活性中间体。核实碱的当量和加入温度。若产率仍低,考虑更换碱或调整化学计量比。
Boc脱保护不完全:延长TFA处理时间或提高TFA浓度。确保反应在室温下进行,避免低温导致脱保护速率减慢。
产品在硅胶上分解:若产品对酸或碱敏感,使用预中和(去活化)硅胶或改用反相色谱。向流动相中加入少量三乙胺(1–5%)以防止吸附。
31P NMR信号未解析:若观察到多个磷信号,可能提示二苯基磷酰基部分水解或存在反应副产物。重新检查储存条件及接触水分的历史。
通用建议:始终在使用前即时配制新鲜储备液,避免工作溶液的反复冻融循环。
常见问题
哪些溶剂与tert-Butyl ((diphenylphosphoryl)methyl)sulfonylcarbamate兼容?
无水非质子性溶剂(如THF、DMF、DMSO和DCM)通常与本品兼容。对于需要碳负离子中间体的反应,应避免使用质子性溶剂(如甲醇、水),因为质子性溶剂会猝灭活性物种并可能促进敏感官能团的水解。
如何脱除本品的Boc保护基?
Boc保护基可在标准温和酸性条件下脱除。常用方法为在室温下用20–30%三氟乙酸(TFA)的二氯甲烷溶液处理1–2小时,随后蒸除挥发物并中和。亦可使用4 M盐酸的二噁烷溶液。避免在较高温度下长时间接触强酸,以防止其他官能团受损。
如何储存本品以确保长期稳定性?
将tert-Butyl ((diphenylphosphoryl)methyl)sulfonylcarbamate密封储存于防潮容器中,在惰性气氛(氮气或氩气)保护下,置于2–8 °C避光处保存。避免接触水分,以防磺酰基氨基甲酸酯和磷酰基部分发生水解。储存环境中应使用干燥剂,且每次使用前检查物料外观及NMR谱图。
本试剂能否在含水反应条件下使用?
对于需要α-碳负离子中间体的反应,通常不推荐在含水条件下使用本试剂,因为水会猝灭碱并水解活性中间体。若需含水后处理,应仅在关键成键步骤完成后的淬灭阶段进行。
哪些分析方法可确认本品的结构与纯度?
结构可通过1H NMR(P–H耦合特征亚甲基二重峰、芳香质子及叔丁基单峰)、31P NMR(单一磷酰基信号)和HRMS(分子离子匹配)进行确认。纯度最佳通过反相HPLC或LC-MS在254 nm UV检测下评估;合成应用推荐纯度≥95%。
参考文献
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General reference for Boc protection/deprotection chemistry and organophosphorus reagents.)
- Bhattacharya, A. K.; Thyagarajan, G. The Michaelis-Arbuzov Rearrangement. Chem. Rev. 1981, 81, 415–430. (Background on organophosphorus chemistry relevant to diphenylphosphoryl reagents.) doi:10.1021/cr00043a002
- Greene, T. W.; Wuts, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 2006. (Reference for Boc carbamate protection and deprotection strategies.)
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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