(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉的合成方法及应用

简介

(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉，其结构中包含一个吗啉环，这是一个具有六个碳原子和一个氮原子的六元杂环。在这个环的2号位上，连接着一个羟甲基（-CH₂OH），这个官能团赋予了分子一定的亲水性和反应性。而在吗啉环的氮原子上，连接着一个叔丁氧羰基（Boc），这个保护基团的存在使得氮原子上的氢原子被保护起来，从而增加了分子的稳定性和可控性。在性质方面，(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉作为一种有机胺类化合物，具有较强的碱性，可以与酸发生中和反应。同时，其分子中的羟甲基和叔丁氧羰基也为其提供了丰富的化学反应性，可以参与多种有机合成反应[1-2]。

图1(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉的性状

合成方法

将1,1-二甲基乙基（2R）-2-（羟甲基）-4-吗啉羧酸钠金属（2.78 g，121 mmol）与萘（17.0 g，133 mmol）的THF（140 mL）一起放入烧瓶中，并超声处理2.5小时，得到深绿色溶液。在单独的烧瓶中，将{（2R）-4-[（4-甲基苯基）磺酰基]-2-吗啉基}甲醇（1.64 g，6.04 mmol）溶于THF（40 mL）中并冷却至0°C。通过注射器缓慢加入萘钠溶液（20mL），并通过TLC检查反应。通过注射器缓慢添加另外5mL的萘钠溶液。将反应物搅拌5分钟，并加入2N盐酸水溶液（~150mL）使其骤冷。将混合物倒入分液漏斗中，并用乙醚（2x）萃取。丢弃乙醚层。水层用固体氢氧化钠碱化，并用二氯甲烷、4:1二氯甲烷∶异丙醇和4:1乙酸乙酯∶异丙醇萃取。将这些合并的有机层用硫酸镁干燥，过滤，并在真空中浓缩。获得的材料非常少，因此被丢弃。向水层中加入100毫升二恶烷和二碳酸二叔丁酯（1.32克，6.05毫摩尔）。加入三大勺固体碳酸氢钠和另外的二碳酸二叔丁酯（1.32克，6.05毫摩尔），然后加入一大勺固体氢氧化钠。将混合物搅拌过夜，并在真空中除去大部分二恶烷。水层用二氯甲烷（2x）和乙酸乙酯（1x）萃取。将合并的有机层用硫酸镁干燥，过滤，并真空浓缩。通过快速色谱法纯化得到1.07g（82%）的标题化合物(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉[2]。

应用

(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉作为一种具有独特结构和性质的有机分子，在有机合成、药物研发等领域具有广泛的应用前景。在有机合成中，(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉可以作为重要的合成中间体，参与多种复杂的化学反应。其分子中的羟甲基和叔丁氧羰基可以与其他化合物发生取代、加成、消除等多种反应，从而构建出具有特定结构和功能的复杂分子。此外，在药物研发中，(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉也可能具有潜在的药理作用。由于其结构中的吗啉环是一种常见的药物结构单元，因此该分子可能具有某种生物活性或药理作用。通过进一步的研究和开发，有望发现具有新的药理作用或疗效更好的药物[2-3]。

参考文献

[1]伍道春,蒲东,章杭根.一种(R)-1-Boc-3-羟甲基哌嗪的合成方法:CN202210191243.2[P].CN202210191243.2[2024-05-23].

[2]马楠,王筱平,柯桢,等.(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉的合成研究[J].化学试剂, 2009, 31(8):4.

[3]陈益钊,张建国,赵华明,等.(R)-N-Boc-2-羟甲基吗啉的合成及晶体结构[J].有机化学, 1989.