2,9-二氮杂螺[5.5]十一烷-2-甲酸叔丁酯的制备

背景及概述

螺环化合物以其独特的结构和性质在合成药中占有重要的位置，已引起越来越多药业专家的关注。螺环化合物的两环平面相互垂直，对于杂环螺环化合物可能还具有螺共轭、螺超共轭或异头效应等一般有机化合物不具备的特殊性质，在一定的条件下，由于手性轴的存在，能构成不对称分子或非对称分子；手性螺环刚性强，不易消旋化，这是手性碳无法比拟的。含杂原子的螺环化合物作用机理独特，不易产生抗药性，已引起世人的注目。杂螺化合物广泛存在于诸如信息素、抗生素、生物碱、抗肿瘤物质以及低毒除草剂中，因而，愈来愈多的化学家研究其合成方法以合成新的杂螺化合物。2,9-二氮杂螺[5.5]十一烷-2-甲酸叔丁酯英文名称：2,9-Diazaspiro[5.5]undecane-9-carboxylicacidtert-butylester，中文别名：叔丁酯2,9-二氮杂螺[5.5]十一烷-9-羧酸乙酯，CAS号：1023595-19-8，分子式：C14H26N2O2，分子量：254.368，密度：1.05，沸点：354.1ºCat760mmHg。

制备

愈来愈多的化学家研究其合成方法以合成新的杂螺化合物。1,3-偶极环加成反应是合成五元杂环的常用方法，采用环外亚烯结构的化合物可得到相应的杂螺[4.5]环化合物。我们选用氧化腈为偶极体，亚甲基哌啶为亲偶极体，进行1,3-偶极环加成反应合成了一类新的杂环体系及一系列新的螺异口恶唑衍生物，此杂螺化合物经还原开环后，再与适宜的试剂环合可得到另一类扩展的新的杂螺环体系及螺[5.5]环化合物。亲偶极体(1)与偶极体(2)在氯仿中发生1,3-偶极环加成反应生成了环化合物。以N-Boc-4-哌啶甲醇为起始物料，经1,3-偶极环加成反应制备得到2,9-二氮杂螺[5.5]十一烷-2-甲酸叔丁酯[1]。其合成反应式如下图：

图1 2,9-二氮杂螺[5.5]十一烷-2-甲酸叔丁酯合成反应式

N-Boc-4-哌啶甲醇溶解在无水氯仿中，加入10mL氯代丙胺的无水氯仿溶液，加入5mL对甲基苯磺酸的氯仿溶液，加入4A分子筛，反应混合物回流96h，反应结束后，经Na2CO3过滤，滤液除去溶剂后，粗产品在异丙基醚中重结晶得到2,9-二氮杂螺[5.5]十一烷-2-甲酸叔丁酯纯品。

参考文献

[1] Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters,，vol.24,#2p.565-570