N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮的制备

简介

根据相关文献报道，含氮有机化合物可被分为两种，一种是那些含有未被活化碳氮键的，如一级胺、二级胺、三级胺、酰胺、肼等。另一种是含有被活化的碳氮键的，如季铵盐、重氮盐、三氮唑、N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮等。其中，由于N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮及其容易被制备，并且其具有良好的反应活性，在农药和医药领域应用十分广泛。

制备

图1 N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮的合成路线

方法一：在0°C下，向3-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯（5 g，24.84 mmol，1.0当量）的DCM（125 mL）溶液中分几份加入Dess-Martin高碘酸钠（11.59 g，27.33 mmol，1.1当量）。将溶液在0°C下搅拌一段时间，然后缓慢加热至室温。将溶液在室温下搅拌18小时。大量白色固体悬浮。通过过滤除去白色固体，用EtOAc（100mL）洗脱。合并的有机相用饱和NaHCO3溶液（50mL）洗涤，用无水Na2SO4干燥，浓缩，得到N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮。白色固体，产率4.28克，86%。1H核磁共振（CDCl3，400 MHz）：δ4.01（s，2 H），3.59（t，2 H）。合成路线如图1所示[1]。

方法二：在室温下向氯铬酸吡啶（3.21克，0.0149摩尔）在二氯甲烷（18毫升）中的溶液中加入另一种3-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯（1.00克，0.00497摩尔）在7毫升二氯甲烷中的溶液。搅拌18小时后，用乙醚稀释反应混合物，通过硅藻土床过滤，真空浓缩，然后通过Combiflash纯化以提供通过NMR验证的所需产物N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮。合成路线如图1所示[1]。

图2 N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮的合成路线

添加6.05 mg[Ir（COD）Cl]2（9.01μmol，0.01当量）在4.0 ml脱气DCE中的处理（用氮气喷射30分钟），用（S）-1-苄基氨基甲酰基-4-氧代-5-二甲基磺酰基-戊基）-氨基甲酸叔丁酯（0.901 mmol）在8.0 ml脱气DCE中的处理，在70°C下通过注射泵处理18小时。通过硅胶柱色谱法（3:2己烷∶EtOAc）纯化产物得到N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮。白色固体，产率3.26克，69%。合成路线如图2所示。

参考文献

[1] Tan, Shumin; Patel, Jimmy S.; Freudlich, Joel S.; Shelke, Anil; Daher, Samer; et al. Piperazine compounds for modulating Mycobacterium tuberculosis response and their preparation. World Intellectual Property Organization, WO2023283608 A1 2023-01-12.