王艳娇，郝 晗，高艳蓉，徐小娜，刘 斌*

(1.陕西省中药绿色制造技术协同创新中心 陕西国际商贸学院医药学院，陕西 西安 712046； 2.咸阳职业技术学院医药化工学院，陕西 咸阳 712000)

4-氨基哌啶是一类应用广泛的有机合成及药物中间体[1-2]，作为一类活性药物分子片段被广泛应用于各种药物分子的设计合成，如双重可溶性环氧化物水解酶/脂肪酸酰胺水解酶抑制剂[3]、p21-激活酶4(PAK4)抑制剂[4]、P2X7受体拮抗剂等[5]。脲作为一类重要的活性分子骨架，在药物分子设计合成中具有重要作用[6-9]。目前已经有大量含脲结构的上市药物，如抗肿瘤药物索拉菲尼等[10]。根据药物分子设计中活性片段拼接原理，将4-氨基哌啶与脲结构有机结合起来进行活性研究具有一定的实际意义。目前已有文献[11-13]报道将4-氨基哌啶与脲结构拼接引入活性分子。

为了进一步研究4-氨基-N-甲基哌啶-1-甲酰胺盐酸盐作为活性片段在药物分子设计合成方面的应用，作者以哌啶-4-基氨基甲酸叔丁酯(Ⅱ)和甲氨基甲酰氯(Ⅲ)为原料，通过N-酰基化和脱Boc保护两步反应合成目标化合物4-氨基-N-甲基哌啶-1-甲酰胺盐酸盐(Ⅰ)，通过1HNMR和ESI-MS对其结构进行表征，并对脱Boc保护反应条件进行优化。目标化合物的合成路线如图1所示。

图1 目标化合物的合成路线Fig.1 Synthetic route of target compound

1 实验

1.1 试剂与仪器

哌啶-4-基氨基甲酸叔丁酯、甲氨基甲酰氯，泰坦科技股份有限公司；柱层析硅胶(300～400目)，青岛海洋化工厂；其它试剂均为市售分析纯。

AV300型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂)，德国Bruker公司；Ultima Global Spectrometer型质谱仪(ESI离子源)，美国Waters公司；RE-52AA型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司。

1.2 合成方法

1.2.1 1-(甲氨基甲酰)哌啶-4-基氨基甲酸叔丁酯(Ⅳ)的合成

在100 mL三口瓶中加入2.00 g(10.0 mmol)哌啶-4-基氨基甲酸叔丁酯(Ⅱ)、二氯甲烷(DCM)40 mL、三乙胺(TEA)2.53 g(25.0 mmol)、甲氨基甲酰氯(Ⅲ)1.02 g(11.0 mmol)，室温反应4 h，薄层色谱法(TLC)监测反应结束后，减压浓缩，所得粗品通过硅胶柱层析分离纯化(洗脱剂为V四氢呋喃∶V二氯甲烷=1∶2)，得到2.05 g淡黄色固体，收率79.8%。

1.2.2 目标化合物的合成

在100 mL三口瓶中加入化合物Ⅳ2.00 g(7.78 mmol)、二氯甲烷40 mL，搅拌均匀后加入3.9 mL(15.55 mmol)4 mol·L-1氯化氢/乙酸乙酯溶液，室温搅拌1.0 h，TLC监测反应结束后，减压抽滤，滤饼用甲基叔丁基醚(20 mL)洗涤，滤饼经真空干燥得到白色粉末状固体，即目标化合物1.3 g，收率86.5%。1HNMR(300 MHz,DMSO-d6),δ:8.29(br,3H),3.97～3.92(m,2H),3.14～3.12(m,1H),2.75～2.65(m,2H),2.55(s,3H),1.88～1.83(m,2H),1.43～1.30(m,2H);ESI-MS,m/z:158.3[M-HCl+1]+。

2 结果与讨论

2.1 氯化氢/乙酸乙酯用量对目标化合物收率的影响

化合物Ⅳ在氯化氢/乙酸乙酯存在下脱除Boc保护基，氯化氢/乙酸乙酯用量对Boc脱除影响很大。在反应温度为25 ℃、反应时间为1.0 h的条件下，考察氯化氢/乙酸乙酯用量[以n(HCl/EtOAc)∶n(化合物Ⅳ)表示，下同]对目标化合物收率的影响，结果见表1。

表1 氯化氢/乙酸乙酯用量对目标化合物收率的影响

由表1可知，当n(HCl/EtOAc)∶n(化合物Ⅳ)为1.5∶1时，目标化合物收率仅71.4%；增加氯化氢/乙酸乙酯用量至n(HCl/EtOAc)∶n(化合物Ⅳ)为2.0∶1，收率提高到86.5%；继续增加氯化氢/乙酸乙酯用量，收率基本保持不变。因此，确定适宜的氯化氢/乙酸乙酯用量n(HCl/EtOAc)∶n(化合物Ⅳ)为2.0∶1。

2.2 反应温度对目标化合物收率的影响

在氯化氢/乙酸乙酯用量n(HCl/EtOAc)∶n(化合物Ⅳ)为2.0∶1、反应时间为1.0 h的条件下，考察反应温度对目标化合物收率的影响。结果发现，当反应温度为0 ℃时，目标化合物收率为57.2%；当反应温度升至25 ℃时，收率提高到86.5%；继续升高反应温度至40 ℃时，收率降至41.0%。主要原因是温度升高，体系中的HCl溢出，导致反应体系中HCl有效浓度降低。因此，确定适宜的反应温度为25 ℃。

2.3 反应时间对目标化合物收率的影响

在氯化氢/乙酸乙酯用量n(HCl/EtOAc)∶n(化合物Ⅳ)为2.0∶1、反应温度为25 ℃的条件下，考察反应时间对目标化合物收率的影响，结果见表2。

表2 反应时间对目标化合物收率的影响

由表2可知，当反应时间为0.5 h时，目标化合物收率仅61.4%；延长反应时间至1.0 h，收率显著提高至86.5%；继续延长反应时间，收率基本保持不变。因此，确定适宜的反应时间为1.0 h。

2.4 目标化合物的结构表征

目标化合物的1HNMR图谱如图2所示。

图2 目标化合物的1HNMR图谱Fig.2 1HNMR spectrum of target compound

由图2可以看出，δ8.29处的宽峰，积分3H，为-NH2HCl；δ3.97～δ3.92、δ2.75～δ2.65处的多重峰，积分均为2H，为哌啶环上与氮原子相连接的2个亚甲基，由于4个氢原子分布空间结构上在平面两侧，所以化学位移分为两部分，均为2H；δ3.14～δ3.12处的多重峰，积分为1H，为哌啶环上与伯胺相连接的次甲基；δ2.55处的单峰，积分为3H，为甲基峰；δ1.88～δ1.83、δ1.43～δ1.30处的多重峰，积分均为2H，为哌啶环上与次甲基相连接的2个亚甲基，平面两侧化学位移分为两部分，均为2H。

目标化合物分子量通过质谱(图3)确定，进一步证明其结构的正确性。

图3 目标化合物的质谱Fig.3 ESI-MS spectrum of target compound

3 结论

以哌啶-4-基氨基甲酸叔丁酯和甲氨基甲酰氯为原料，通过N-酰基化、脱Boc保护两步反应合成目标化合物4-氨基-N-甲基哌啶-1-甲酰胺盐酸盐。最优脱Boc保护反应条件为：氯化氢/乙酸乙酯用量n(氯化氢/乙酸乙酯)∶n(1-(甲氨基甲酰)哌啶-4-基氨基甲酸叔丁酯)为2.0∶1、反应温度25 ℃、反应时间1.0 h，在此条件下，目标化合物收率达到86.5%。该合成路线具有后处理简单、易操作、收率高等优点，具有一定的应用价值。