2,4-二哌啶酮-1-甲酸叔丁酯，英文名为1-boc-piperidine-2,4-dione，是一种哌啶酮衍生物，主要用作有机合成基础化学试剂和医药中间体，多用于哌啶类功能有机分子的制备，例如有研究报道该物质可用于双环杂芳吡嗪类抗癌活性分子的制备。
理化性质
2,4-二哌啶酮-1-甲酸叔丁酯结构中含有一个1,3-二羰基单元，其结构中的亚甲基单元具有显著的酸性可在常见的碱性物质的作用下发生去质子化反应得到相应的碳负离子，后者具有显著的亲核性，可与常见的亲电试剂例如碘甲烷等物质发生亲核取代反应。2,4-二哌啶酮-1-甲酸叔丁酯可在碱性条件下对硫脲类物质进行亲核进攻。
亲核取代反应
图1 2,4-二哌啶酮-1-甲酸叔丁酯的亲核取代反应
在装有磁力搅拌器的圆底烧瓶中加入2,4-二哌啶酮-1-甲酸叔丁酯（14mmol）溶液于30ml甲醇中，然后往上述反应混合物中在室温下加入10% KOH水溶液20ml，然后加入二醋酸碘（16.8 mmol， 1.2当量）溶液于30ml甲醇中。将反应混合物在室温下搅拌2小时，通过TLC点板监测反应进度，反应结束后用冰水把上述反应混合物进行淬灭，然后用二氯甲烷萃取上述反应混合物三次，分离合并所得的有机层并将其在真空下进行浓缩以除去有机溶剂，所得的剩余物通过硅胶柱层析法进行分离纯化即可得到目标产物分子。[1]
亲核加成反应
图2 2,4-二哌啶酮-1-甲酸叔丁酯的亲核加成反应
将DBU （1.50eq）加入到2,4-二哌啶酮-1-甲酸叔丁酯（2.00g, 9.38mmol）的搅拌悬浮液中，并将异硫氰酸苯（1.12mL, 9.38mmol）加入到上述反应混合物中。在氮气气氛下，将所得的反应混合物在室温下搅拌反应大约20h。然后用HCl （1.00M）水溶液将反应淬灭至pH = 6，用水稀释反应混合物并用EtOAc/DCM萃取（3×50mL）。用饱和NaHCO3水溶液和盐水洗涤组合有机提取物，用无水MgSO4干燥所得的有机层，过滤反应混合物并将所得的滤液在真空下进行减压浓缩。所得的剩余物通过用硅胶色谱法纯化即可得到目标产物分子。[2]
参考文献
[1] Liang, Mingxuan; et al, Angewandte Chemie, International Edition (2024), 63(17), e202400741.
[2] Afratis, Konstantinos; et al, Organic Letters (2023), 25(3), 461-465.