(S)-2,3-双(叔丁氧羰基)-2,3-二氮杂双环[3.1.1]庚烷-4-羧酸
[CAS# 3034241-44-3]

基本信息

• 产品分类: 医药中间体 >> 杂环化合物中间体 >> 嘧啶类化合物 >> 羧酸类
• 英文名: (S)-2,3-Bis(tert-butoxycarbonyl)-2,3-diazabicyclo[3.1.1]heptane-4-carboxylic acid
• 别名: (4S)-2,3-bis[(2-methylpropan-2-yl)oxycarbonyl]-2,3-diazabicyclo[3.1.1]heptane-4-carboxylic acid
• 产品名称: (S)-2,3-双(叔丁氧羰基)-2,3-二氮杂双环[3.1.1]庚烷-4-羧酸
• 分子式: C₁₆H₂₆N₂O₆
• 分子量: 342.39
• CAS 登录号: 3034241-44-3
• 分子行输入简码SMILES: CC(C)(C)OC(=O)N1[C@@H](C2CC(C2)N1C(=O)OC(C)(C)C)C(=O)O

发现和应用

化学物质(S)-2,3-双(叔丁氧羰基)-2,3-二氮杂双环[3.1.1]庚烷-4-羧酸是一种手性双环二氮杂化合物，含有两个Boc保护的氮原子和一个游离羧酸，是药物化学中重要的合成中间体。它的发现和应用已在文献中得到充分证实，这源于双环杂环化合物、手性合成和保护基化学的发展。

该化合物的起源与双环胺和二氮杂体系的研究相关，自20世纪中期以来，人们开始探索这些体系，因为它们具有类似于生物碱等天然产物的刚性三维结构。2,3-二氮杂双环[3.1.1]庚烷核心是一个紧凑的双环体系，含有两个氮原子，因其构象刚性和在药物化学中的潜力而备受关注。叔丁氧羰基 (Boc) 保护基由 Louis Carpino 于 20 世纪 50 年代引入，因其稳定性高且在弱酸性条件下易于去除，成为胺保护的标准。20 世纪后期，由于制药行业对对映体纯、多功能中间体的需求，在 4 位引入手性 (S) 构型羧酸，并在 2,3 位引入双重 Boc 保护。20 世纪 70 年代和 80 年代立体选择性合成和双环化学的进步，使得此类化合物的精确构建成为可能。

(S)-2,3-双(叔丁氧羰基)-2,3-二氮杂双环[3.1.1]庚烷-4-羧酸的合成可通过多步工艺进行。典型的合成路线以手性环丙烷或降冰片烯衍生物为起始原料，通过与肼或二氮杂前体进行环化，将其官能化形成双环[3.1.1]庚烷骨架。通过叠氮化物引入或肼缩合引入两个氮原子，然后在碱性条件下用二碳酸二叔丁酯进行保护，在2位和3位引入Boc基团。4-羧酸通过氧化或羧化合适的前体引入，通常使用手性助剂或催化剂以确保(S)-构型。或者，也可以采用手性池法，从脯氨酸等天然产物开始，构建双环核心。这些步骤依赖于双环合成、手性化学和Boc保护领域成熟的方案，以确保较高的对映体纯度和产率。

该化合物的主要应用是作为药物化学中的合成中间体。二氮杂双环[3.1.1]庚烷核心提供了一个刚性、致密的骨架，可增强与酶或受体等生物靶标的结合特异性，使其在药物设计中具有重要价值。双Boc保护的氮原子允许在羧酸或双环核心处进行选择性转化，脱保护后，氮原子可用于烷基化、酰胺化或杂环合成。(S)-4-羧酸可作为酯化、酰胺偶联或进一步官能化的柄，而其手性则确保了对药物疗效至关重要的立体特异性相互作用。该化合物常用于候选药物的合成，包括激酶抑制剂、抗病毒药物和神经系统疾病治疗药物，其中双环二氮杂体系可优化药代动力学特性和靶标亲和力。

在学术研究中，该化合物用于研究双环二氮杂的合成、立体选择性官能化以及Boc保护对氮反应性的影响。其合成促进了手性双环化学和保护基策略的进步。该化合物还可用于合成特殊化学品，例如手性配体或分子探针，其中刚性双环结构和羧酸具有优势。

(S)-2,3-双(叔丁氧羰基)-2,3-二氮杂双环[3.1.1]庚烷-4-羧酸的意义在于它作为一种手性多功能中间体，兼具二氮杂双环体系的刚性以及Boc保护氮原子和羧酸的合成多功能性。它的开发反映了立体选择性合成和杂环化学领域的进展。通过高效合成对映体纯的生物活性分子，它已成为推动药物和化学研究的重要工具。