3-羟基哌啶的应用与制备

背景及概述

哌啶类含氮杂环化合物是一类重要的医药及化工中间体，在药物的合成过程中有着不可小觑的作用，尤其是3-羟基哌啶，在降血压、抗肿瘤、抗球虫病等多个高附加值医药领域内，均可作为重要的药物中间体。3-羟基哌啶是一种化学物质，其分子式为C5H11NO。微黄色至类白色结晶固体，CAS登录号为6859-99-0。

应用

贝尼地平是第二代二氢吡啶类钙拮抗药，日本协和发酵工业株式会社开发，1991年在日本上市。其分子结构可由3-羟基哌啶通过一步酯化得到。贝尼地平不但具有降低血压、抗心绞痛、保护肾脏的作用，该药物对骨代谢也有一定的影响。然而，3-羟基哌啶价格不菲，直接导致药物的价格提升，增加患者的经济负担。

制备

吡啶加氢还原得哌啶是制各哌啶衍生物的常用方法。早期大多使用钼、铝、锰、铜等负载型金属催化剂对杂环化合物进行加氢还原，尤其是镍金属催化剂应用最为普遍。这是由于镍金属催化剂价格便宜，但催化效果一般，对环境有一定的污染。贵金属催化加氢相对绿色干净，TLC检测，并与手性合成的最终产物进行对比，发现无杂质点生成，确认加氢完全，得到3-羟基哌啶。将过滤所得母液直接蒸干后备用[1]。

实验操作：

将3-羟基吡啶（1.91g，0.02mol）和催化剂、10ml蒸馏水放入氢化釜中，搅拌均匀后将釜安装好，拧紧螺丝，首先用氮气置换空气3遍，随后用氢气置换氮气3遍，调整压力至3MPa，80℃条件下反应至压力不再减小，停止反应，待温度降至室温后，缓缓放出多余的氢气，拆除高压釜，将反应液用硅藻土过滤，干燥，得到浅黄色油状液体3-羟基哌啶1.82g，产率95.29％。

结构确证

3-羟基哌啶的分子量为101g/mol，浅黄色油状液体。1H-NMR（400MHz，CDCI3）8（ppm）：3.73（tt，J=6.7，3.0Hz，1H），2.98（dd，J=11.9，3.0Hz，1H），2.83-2.64（m，3H），2.48（s，2H），1.88-1.72（m，2H），1.62-1.40（m2H）。

MS（ESI）m/z=102.1[M+H]。

IR（KBr）：3300.74（s），2934.43（s），2866.62（s），1471.12（w），1441.23（w），1344.30（s），992.87（m）。

图13-羟基哌啶的质谱谱图

参考文献

[1] Maegawa, Tomohiro; Akashi, Akira; Yaguchi, Kiichiro; Iwasaki, Yohei; Shigetsura, Masahiro; Monguchi, Yasunari; Sajiki, Hironao Chemistry - A European Journal, 2009 , vol. 15, # 28 p. 6953 - 6963