概述
1-BOC-吡咯烷-3-甲酸（1-Boc-pyrrolidine-3-carboxylic acid）是一类重要的五元氮杂环化合物，中文别称N-Boc-3-羧酸吡咯烷等，分子式为C10H17NO4，分子量为215.25，性状为白色或类白色结晶性粉末，可溶于三氯甲烷。关于物理性质，1-BOC-吡咯烷-3-甲酸的部分数据如下：密度：1.201 g/cm3，沸点：337.2℃ at 760 mmHg，熔点：168-170 °C(lit.)。
合成方法
以甘氨酸为原料，乙醇为溶剂，在二氯亚砜催化下，合成甘氨酸乙酯盐酸盐Ⅰ；所得甘氨酸乙酯盐酸盐在除去盐酸后，与丙烯酸乙酯进行迈克尔加成得Ⅱ；所得产物Ⅱ在三乙胺催化下，与二碳酸二叔丁酯反应得Ⅲ；所得Ⅲ在甲醇钠催化下环合得Ⅳ；化合物Ⅳ脱羧即可得1-BOC-3-吡咯烷酮，该方法各中间产品及终产品步骤收率高，纯度好，原料成本低，使用有机试剂少，污染小[1]。进一步地，1-BOC-3-吡咯烷酮经氧化即可得吡咯羧酸类物质1-BOC-吡咯烷-3-甲酸。
除此之外，以吡咯烷-3-甲酸为原料，在Et3N/MeOH 条件下与二碳酸二叔丁酯反应进行Boc保护也可制备目标化合物1-BOC-吡咯烷-3-甲酸。
应用
在药物的研究与开发中，吡咯烷羧酸(又名脯氨酸)类衍生物等含氮杂环化合物由于具有高选择性和生物活性，在医药、农药研究领域均有应用[2]。此外，在有机合成领域，以1-BOC-吡咯烷-3-甲酸的上游化合物1-BOC-3-吡咯烷酮为起始原料，通过与戊烯格氏试剂反应得到N-叔丁氧羰基-3-羟基-3-戊烯吡咯，其与间氯过氧苯甲酸关环得到N-叔丁氧羰基-7-(羟甲基)-6-氧杂-2-螺[4.5]癸烷，在碱性条件下，N-叔丁氧羰基-7-(羟甲基)-6-氧杂-2-螺[4.5]癸烷在二氯甲烷与甲基磺酰氯在室温搅拌即可得到N-叔丁氧羰基-7-(甲磺酰氧甲基)-6-氧杂-2-螺[4.5]癸烷。最后与氨水在乙醇回流的条件下反应可以得到N-叔丁氧羰基-7-(胺甲基)-6-氧杂-2-螺[4.5]癸烷。该应用研究填补了目前缺少工业化合成N-叔丁氧羰基-7-(胺甲基)-6-氧杂-2-螺[4.5]癸烷方法的空白[3]。
参考文献
[1]曹家玮.1-叔丁氧羰基-3-吡咯烷酮的合成方法:CN 201110135425[P].DOI:CN102241617 A.
[2]赵志兵.5-氧代吡咯烷-2-羧酸N-取代衍生物的合成与表征[D].天津大学,2008.DOI:10.7666/d.y1530459.
[3]陈冬枝,高明飞,周强,等.一种N-叔丁氧羰基-7-(胺甲基)-6-氧杂-2-螺[4.5]癸烷的合成方法:CN201410659548.7[P].CN201410659548.7.