顺式-3,5-二甲基哌嗪-1-羧酸叔丁酯
[CAS# 129779-30-2]

基本信息

• 产品分类: 有机原料 >> 羧酸类化合物及衍生物 >> 羧酸酯及其衍生物
• 产品名称: 顺式-3,5-二甲基哌嗪-1-羧酸叔丁酯
• 英文名: cis-3,5-Dimethylpiperazine-1-carboxylic acid tert-butyl ester
• 分子式: C₁₁H₂₂N₂O₂
• 分子量: 214.30
• CAS 登录号: 129779-30-2 (1152111-14-2)
• EC 号码: 825-251-0
• 分子行输入简码SMILES: C[C@@H]1CN(C[C@@H](N1)C)C(=O)OC(C)(C)C

物理化学性质

• 密度: 1.0±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 熔点: 70 - 71 °C (实验值)
• 沸点: 279.7±15.0 °C 760 mmHg (计算值)^*, 336.8 - 340.2 °C (实验值)
• 闪点: 123.0±20.4 °C (计算值)^*
• 溶解度: 水: 微溶 (8.8 g/L) (25 °C), 计算值
• 折射率: 1.452 (计算值)^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H302-H312-H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P270-P271-P280-P301+P317-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P317-P319-P321-P330-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319
急性毒性	Acute Tox.	4	H312
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
急性毒性	Acute Tox.	4	H302

发现和应用

顺式-3,5-二甲基哌嗪-1-羧酸叔丁酯（叔丁基3,5-二甲基哌嗪-1-羧酸酯）是一种受保护的哌嗪衍生物，广泛用作药物化学中的合成中间体。其分子式为C₁₁H₂₂N₂O₂，分子量约为214.30 g/mol。该化合物的哌嗪环在3位和5位被甲基取代，而1位氮原子则被叔丁氧羰基（Boc）保护。Boc保护基在合成转化过程中稳定氮原子，并且可以在温和的酸性条件下选择性地脱除，从而得到游离胺用于后续反应。

该化合物源于以修饰哌嗪核心结构为核心，开发生物活性分子的化学策略。研究人员最初采用立体选择性方法，以环状二胺为起始原料合成顺式-3,5-二甲基哌嗪，然后在二氯甲烷等有机溶剂中，通过与二叔丁基二碳酸酯反应引入Boc保护基。该反应效率很高，通常生成黄色油状的叔丁基氨基甲酸酯，无需深度纯化即可进行后续化学转化。顺式-3,5-二甲基哌嗪核心的立体化学性质至关重要，因为它限制了哌嗪环的构象，进而影响其衍生物的结合性质和选择性。

叔丁基3,5-二甲基哌嗪-1-羧酸酯的主要应用之一是用于设计HIV-1病毒入侵抑制剂。药物化学家利用这种中间体将药效基团连接到哌嗪核心上，从而合成能够干扰病毒-宿主相互作用的分子。 Boc保护的氮原子允许对哌嗪环上的其他氮原子或碳原子进行选择性官能化。例如，在氮原子保持保护状态的情况下，可以在4位进行苯甲酰化，从而在去除保护基后，获得具有更优药代动力学性质和更强抗病毒活性的衍生物。

除了用于抗病毒药物设计外，该化合物还是合成针对各种治疗靶点的小分子化合物的多功能结构单元。其化学稳定性和可预测的反应活性使其成为多步合成路线中的常用选择。受保护的哌嗪衍生物常用于探索构效关系，其中环上的微小修饰即可导致生物活性的显著变化。叔丁酯基团尤其有用，因为它可以在受控条件下裂解，使化学家能够在不影响分子其他部分的情况下引入其他官能团。

在实际实验室应用中，3,5-二甲基哌嗪-1-羧酸叔丁酯常用于溶液相化学反应。典型的反应包括酰胺键形成、酰化和其他氮导向的官能化反应。该化合物在常用有机溶剂中的溶解性和固态稳定性使其易于储存和操作。此外，甲基的顺式构型已被证明有利于某些构象，这可以影响下游分子中取代基的取向，从而增强靶向特定生物位点的能力。

总而言之，顺式-3,5-二甲基哌嗪-1-羧酸叔丁酯本身并非活性药物，但其作为一种立体化学明确的Boc保护哌嗪中间体，在药物化学中发挥着至关重要的作用。它有助于合成生物活性分子，尤其是在抗病毒研究中，并促进构效关系的研究。其化学稳定性、立体化学可控性和易于脱保护的特性使其成为现代有机合成中的标准工具。

参考文献

Karadsheh R, Zhang J, Boross P, et al (2020) Composition and Orientation of the Core Region of Novel Diarylpyrimidine HIV-1 Inhibitors. *Molecules* 25 1430 DOI: 10.3390/molecules25061430

Salubi CA, Rey A, Ndahi MF, et al (2024) Medicinal chemistry perspectives on the development of piperazine-containing HIV-1 entry inhibitors. *Future Medicinal Chemistry* (review) DOI: 10.2174/1872312810666240328131855

Wang T, Joshi P, Karadsheh R, et al (2021) Innovation in the discovery of the HIV-1 attachment inhibitor temsavir: synthesis, structure-activity relationship, and mechanism. *Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology* DOI: 10.1007/s00044-021-02787-6