背景及概述
氮杂环丁烷-2-羧酸是一种存在于许多天然产物中具有很强生物活性的物质。它的四元环特殊氨基酸结构与组成天然蛋白质的L脯氨酸的结构相类似。氮杂环丁烷-2-羧酸在生物体内表现出的活性正是由于这种结构上的相似，在形成蛋白质肽链的过程中，两种物质相互竞争，从而干扰了L-脯氨酸正常的新陈代谢，引起生物体产生一系列的变化。利用这种机制，氮杂环丁烷-2-羧酸被应用于许多抑制剂的制备，例如：肝纤维化抑制剂、藻类生长抑制剂等等。此外，氮杂环丁烷-2-羧酸在许多不对称合成领域中也有重要应用。N-BOC-2-氮杂环丁基甲酸甲酯作为氮杂环丁烷-2-羧酸的典型衍生物在医药、化工领域得到广泛关注。氮杂环丁烷-2-羧酸英文名称：1-O-tert-butyl 2-O-methyl azetidine-1,2-dicarboxylate，CAS号：255882-72-5，分子式：C10H17NO4，分子量：215.246。
制备
N-Boc-2-羟甲基氮杂环丁烷经氧化制备羧基后于甲醇反应，得到目标化合物[1]。
图1 N-BOC-2-氮杂环丁基甲酸甲酯的合成反应式
实验操作：
在配有机械搅拌装置和回流冷凝管的三口烧瓶中，装入N-Boc-2-羟甲基氮杂环丁烷，加入TEMPO和NaBr，倒入25mL的乙酸乙酯和5mL的去离子水。在5℃加入新制备的次氯酸钠和碳酸氢钠的混合溶液，搅拌3h。然后用硫代硫酸钠终止未反应的次氯酸钠，搅拌5min。反应结束后在剧烈搅拌的情况下用10％的硫酸溶液调节反应液的pH值至2，然后再用60mLx2的乙酸乙酯萃取，50mLx2的水洗涤有机相，有机相用无水硫酸镁或无水硫酸钠干燥后过滤，旋转蒸发浓缩得胶状物。胶状物用石油醚／乙酸乙酯重结晶得白色晶体，即为N-BOC-2-氮杂环丁基甲酸。在250mL三颈瓶中加入80mL甲醇，N-BOC-2-氮杂环丁基甲酸，室温下缓慢滴加1.0mL浓硫酸，滴毕，回流反应30h(TLC跟踪)。反应毕，浓缩至30mL后倒入60mL水中，用20mL乙醚萃取2次，乙醚层用5%碳酸钠溶液洗涤1次，再水洗至中性，无水硫酸镁干燥后，蒸去乙醚得到N-BOC-2-氮杂环丁基甲酸甲酯。
参考文献
[1] WO2006/100461 A1,