反式-4-(氨基甲基)环己基Boc草酸酯:实验室操作指南
反式-4-(氨基甲基)环己基Boc草酸酯:实验室操作指南
Carbamic acid, N-[trans-4-(aminomethyl)cyclohexyl]-, 1,1-dimethylethyl ester 1/2 Oxalic acid 是一种Boc保护的反式环己胺草酸盐,作为关键合成中间体广泛用于药物化学、多肽化学以及需要对伯胺进行选择性单保护的药理活性化合物的制备。
- 化学名称
- Carbamic acid, N-[trans-4-(氨甲基)环己基]-, 1,1-二甲基乙酯 1/2草酸
- 货号
- C175200
- 盐型
- 草酸盐(每分子胺对应1/2当量草酸)
- 保护基
- 叔丁氧羰基(Boc);可在温和酸性条件下脱除(如TFA或盐酸/二氧六环)
- 核心骨架
- 反式-4-(氨甲基)环己胺——具有反式构型氨基和氨甲基取代基的饱和环己烷环
- 推荐储存条件
- 储存于阴凉、干燥、通风良好处;保持容器密封;避免受潮及接触不相容的氧化剂
- 主要应用
- 药物化学合成中间体;正交胺脱保护策略;药物候选分子构建模块
化学特性与性质
Carbamic acid, N-[trans-4-(氨甲基)环己基]-, 1,1-二甲基乙酯 1/2草酸(Aladdin货号:C175200)是衍生自反式-1,4-二氨甲基环己烷的单Boc保护二胺草酸盐。该分子含有两个不同的含氮官能团:一个伯胺(–CH2NH2)和一个带有叔丁氧羰基(Boc)保护基的仲胺。与游离碱相比,草酸根阴离子显著提升了化合物的结晶性、稳定性和操作便利性,使其成为储存和运输的优选商业化形式。
环己烷环的反式构型赋予两个氨基明确、刚性的空间关系,这一几何特征在构效关系(SAR)研究中被广泛利用。Boc氨基甲酸酯在碱性及中性条件下稳定,但在温和酸性条件下可被干净脱除——通常采用二氯甲烷中的三氟乙酸(TFA)或1,4-二氧六环中的4 M盐酸——选择性地再生游离二胺,而不影响复杂分子中存在的大多数其他官能团。
实验室操作与安全注意事项
与所有实验室化学试剂一样,操作C175200时必须佩戴适当的个人防护装备(PPE),包括耐化学品手套、实验服以及安全眼镜或护目镜。可能产生粉尘或气溶胶的操作应在化学通风橱内进行,以防止吸入暴露。
皮肤和眼睛接触:若皮肤接触,立即用大量清水冲洗患处至少15分钟,并脱去被污染的衣物。若眼睛接触,立即用大量清水冲洗并就医。草酸成分是一种轻度刺激物及二元羧酸,避免摄入。
不相容性:远离强氧化剂、超过Boc脱保护用量的强酸,以及可能降解氨基甲酸酯键的强碱。避免长时间暴露于潮湿环境,以防水解并降低试剂质量。
废物处置:所有废弃物的处置须符合当地及国家适用法规。未经机构环境健康安全(EHS)部门批准,不得直接排入下水道。
储存与稳定性建议
C175200应储存在密封容器中,置于阴凉(理想温度2–8 °C或按标签规定)、干燥、通风良好的位置。避光防潮。与游离碱二胺相比,草酸盐形式通常具有更优越的固态稳定性,但仍需保持适当的储存条件以长期保持试剂的完整性。
收货时,应检查物料是否有明显变质迹象,如变色或因吸潮结块。在实验室库存系统中记录批号、收货日期和储存位置。称量样品时,应尽量缩短容器开口时间,称量完毕后立即重新密封并放回适当储存位置。
如需配制溶液,实际操作中应尽量使用新鲜干燥的溶剂。Boc保护胺的溶液通常在短时间内稳定,但对于关键反应应现配现用。请参阅每批次附带的分析证书(CoA),获取已确认的纯度数据和推荐的货架期信息。
典型合成应用与脱保护操作规程
C175200是合成有机化学和药物化学中的多功能构建模块。游离伯胺(–CH2NH2)可用于选择性官能化,包括酰化、还原胺化、磺酰化或偶联反应,而Boc基团则暂时屏蔽环上氮原子。这种正交保护策略允许逐步在两个氨基上引入不同的取代基。
标准Boc脱保护(TFA法):
- 将Boc保护底物溶于无水二氯甲烷(DCM)中,浓度约为0.1–0.5 M。
- 在0 °C下加入20–50%(v/v)三氟乙酸(TFA),然后升温至室温。
- 搅拌1–4小时,通过TLC或LC-MS监测,直至原料完全消耗。
- 减压浓缩,然后与甲苯或DCM共蒸发以除去残余TFA。
- 所得游离胺的TFA盐可用适当碱(如三乙胺、Hünig碱)中和,或转化为所需盐型。
替代盐酸法:用4 M盐酸/1,4-二氧六环(4当量,室温,1–2 h)处理,可直接得到脱保护胺的盐酸盐,通常为结晶状,易于过滤或沉淀分离。
以草酸盐形式作为起始原料进行反应后处理时,请注意溶液中会存在等量草酸;在计算化学计量比和进行水相萃取时需将此因素纳入考量。
质量控制与文档管理最佳实践
从Aladdin Scientific收到C175200后,研究人员应通过查阅随货附带的分析证书(CoA)验证产品的特性和纯度。通常需核查的关键分析数据包括:HPLC纯度(%)、1H NMR谱图结构确认以及外观(物理形态、颜色)。如需额外的独立验证,建议采用13C NMR、高分辨质谱(HRMS)和Karl Fischer滴定(测定含水量)等技术。
保持完整的实验室记录,记载批号、供应商、收货日期、储存条件、首次开封日期以及该试剂用于的所有实验。这种可追溯性对于排查合成结果问题以及在适用情况下符合良好实验室规范(GLP)标准至关重要。
对于受监管的研究环境,应将CoA和安全数据表(SDS)保存在易于获取的实验室档案中。SDS提供了关于危害分类、急救措施、消防程序和法规状态的权威信息。如果您需要随货文件中未包含的特定法规或合规文件,请联系Aladdin Scientific客户支持部门。
常见问题
该化合物的游离碱形式与草酸盐形式有何区别?
草酸盐形式(C175200)是游离碱二胺的质子化形式,由草酸根阴离子稳定。盐型通常具有更好的结晶性、更低的吸湿性和更优越的固态稳定性,便于准确称量和储存。在反应中使用时,化学计量计算需考虑盐的分子量以及草酸的存在。
如何在不脱除Boc基团的情况下选择性官能化伯胺?
C175200中的游离伯胺(–CH2NH2)可在中性至弱碱性条件下参与反应,同时保持Boc基团完好。标准酰化(使用酰氯或酸酐配合叔胺碱)、还原胺化(使用醛和还原剂如氰基硼氢化钠)或磺酰化反应均可选择性地在伯胺上进行。这些步骤中应避免强酸性条件(如TFA或盐酸),因为强酸会同时脱除Boc基团。
该化合物能否直接用于水相反应或生物测定?
草酸盐形式因其离子性质具有一定的水溶性;但溶解度会因pH值和缓冲液组成的不同而有所差异。用于生物测定时,应在适当缓冲液(如PBS,pH 7.4)中配制储备液,并在使用前通过实验验证溶解度。如需将化合物转化为游离碱用于特定应用,可用温和无机碱碱化水溶液后用适当有机溶剂萃取。在进行正式实验前,务必验证与任何生物测试体系的相容性。
溶解C175200推荐使用哪些溶剂?
C175200通常可溶于极性质子性溶剂,如甲醇、乙醇和水(取决于pH),以及DMSO。盐型在非极性或弱极性溶剂(如DCM、乙酸乙酯或THF)中的溶解度可能有限;游离碱或预去质子化形式在此类溶剂中溶解度较好。在进行大规模反应前,务必用您的特定批次和溶剂组合通过实验验证溶解度。
参考文献
- Greene, T. W.; Wuts, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 2007. (Standard reference for Boc protection and deprotection methodology.)
- Aladdin Scientific. Certificate of Analysis, Lot-specific data for C175200, Carbamic acid, N-[trans-4-(aminomethyl)cyclohexyl]-, 1,1-dimethylethyl ester 1/2 oxalic acid. (Available on request from Aladdin Scientific.)
- Bodanszky, M.; Bodanszky, A. The Practice of Peptide Synthesis, 2nd ed.; Springer: Berlin, 1994. (Background on amine protecting group strategies in peptide and medicinal chemistry.)
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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