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1-叔丁氧羰基哌嗪(CAS:57260-71-6)的特性和应用

发布时间:2026-09-03 15:31浏览次数:times

一、产品简介

1-叔丁氧羰基哌嗪(英文名:1-Boc-piperazine或tert-Butyl 1-piperazinecarboxylate),CAS号:57260-71-6,是一种重要的有机合成中间体医药化工原料。该化合物由哌嗪环叔丁氧羰基(Boc)保护基组成,Boc保护基的存在增强了分子的稳定性反应选择性,使其成为复杂分子构建中的关键结构单元

项目内容
中文名称1-叔丁氧羰基哌嗪、N-Boc-哌嗪、1-Boc-哌嗪
英文名称1-Boc-piperazine、tert-Butyl 1-piperazinecarboxylate
CAS号57260-71-6
分子式C₉H₁₈N₂O₂
分子量186.25 g/mol
EINECS号611-489-0
MDL号MFCD00075265

同义词:1-(tert-Butoxycarbonyl)piperazine、N-tert-butyloxycarbonylpiperazine、哌嗪-1-甲酸叔丁酯、叔丁基哌嗪羧酸酯等


二、理化特性

2.1 外观与形态

本品为白色至浅黄色结晶粉末,部分规格可为类白色至浅橙色结晶粉末

2.2 关键物理参数

参数数值
熔点43-47℃(文献值)
沸点98-100℃(常压)/ 258.0±15.0℃(760 mmHg)
闪点>230℉(约110℃)
密度1.030±0.06 g/cm³(预测)
折射率1.467

2.3 溶解性

  • 可溶于:乙酸乙酯、甲醇、二甲基亚砜(DMSO)、氯仿

  • 微溶于:水

  • 空气和二氧化碳敏感,具有吸湿性,建议在惰性气体(如氩气)保护下操作

2.4 纯度规格

市售产品纯度通常为 ≥98%(GC),部分高端试剂可达 ≥99%。水分含量一般控制在 0.5% Max


三、主要应用

1-叔丁氧羰基哌嗪凭借其Boc保护的哌嗪结构,在多个高科技领域发挥着不可替代的作用。

3.1 医药中间体(核心应用)

本品是制药工业中极为重要的基础化学原料,广泛应用于多类药物的合成

  • 镇咳药的合成

  • 抗过敏药的合成

  • 抗精神病类药物的合成

  • 抗菌药物的合成

  • 抗病毒药物的合成

  • 抗癌药物的制备

  • 用于合成吲唑DNA促旋酶抑制剂

  • 用于制备奥拉帕尼(Olaparib)中间体

由于该化合物用途广泛、需求量持续增长,其在药品成本中占比偏高,降低1-叔丁氧羰基哌嗪的工业化生产成本具有重要的经济价值

3.2 有机合成与化学偶联反应

  • Buchwald-Hartwig偶联反应:与芳基卤化物发生C-N偶联,制备芳基哌嗪类化合物

  • 交叉偶联反应:与芳基碘化物在CuBr/联萘酚催化体系下反应

  • 单取代哌嗪的制备

  • α,β-聚(2-噁唑啉)脂质聚合物的制备(通过活性阳离子开环聚合)

3.3 多肽与药物化学研究

作为Boc保护的哌嗪,本品在多肽合成药物化学研究中被广泛使用。其Boc保护基可在酸性条件下选择性脱除,实现哌嗪环的定点官能化

3.4 PROTAC技术(前沿应用)

本品可作为烷基/醚类PROTAC(蛋白水解靶向嵌合体)接头,用于制备靶向蛋白降解药物,如PROTAC PD-1/PD-L1 degrader-1。PROTAC技术是当前新药研发领域的热点方向。

3.5 OLED材料(新兴应用)

OLED(有机电致发光)领域,1-叔丁氧羰基哌嗪可作为发光层材料电子传输层材料,其共轭体系有助于实现高效的电荷注入与传输,同时降低驱动电压提高发光效率,用于制备高分辨率、低功耗的OLED显示屏柔性显示器件


四、FAQ

Q1:1-叔丁氧羰基哌嗪的CAS号是多少?分子式和分子量是什么?

A: 本品的CAS号为57260-71-6。分子式为C₉H₁₈N₂O₂,分子量为186.25 g/mol


Q2:1-叔丁氧羰基哌嗪应如何储存?

A: 本品具有吸湿性,对空气和湿气敏感,建议按以下条件储存:

  • 温度:冷藏保存,推荐2-8℃0-10℃

  • 气体保护充入惰性气体(如氮气或氩气)密封保存

  • 环境密封、干燥、避光,远离强氧化剂

  • 注意事项:开封后请及时使用,长时间暴露在空气中会导致有效成分降低


Q3:1-叔丁氧羰基哌嗪的纯度和外观是怎样的?

A: 市售产品纯度通常为≥98%(GC检测),部分高端试剂可达≥99%。外观为白色至类白色结晶粉末,部分规格可为浅黄色至浅橙色结晶。水分含量一般控制在0.5% Max


Q4:1-叔丁氧羰基哌嗪的主要用途有哪些?

A: 本品应用领域广泛,主要包括:

  • 医药中间体:用于合成镇咳药、抗过敏药、抗精神病类药物、抗菌药物、抗病毒药物、抗癌药物。具体药物包括Brexpiprazole(依匹哌唑)和Cariprazine(卡利拉嗪)

  • 有机合成:参与Buchwald-Hartwig偶联反应、与芳基碘化物的交叉偶联反应

  • PROTAC技术:作为烷基/醚类PROTAC接头,用于制备靶向蛋白降解药物

  • OLED材料:作为发光层材料电子传输层材料


Q5:1-叔丁氧羰基哌嗪有哪些危险性?操作时需要注意什么?

A: 根据GHS分类,本品属于刺激性物质

危害代码危害说明
H315造成皮肤刺激
H319造成严重眼刺激
H335可能引起呼吸道刺激

操作注意事项

  • 通风橱中操作,避免吸入粉尘

  • 佩戴防护手套、防护眼镜和实验服

  • 如接触皮肤:用大量清水冲洗

  • 如入眼:小心冲洗数分钟,如戴隐形眼镜并便于取出则取出,继续冲洗

  • 操作后彻底清洗皮肤


Q6:1-叔丁氧羰基哌嗪是否属于危险品?运输有什么要求?

A: 本品不属于危险品,可作为一般化学品运输。但由于其熔点较低(43-47℃),夏季运输时应避免高温和阳光直射,防止产品软化或熔化。运输过程中需防潮、防晒、防雨淋,保持包装完好


Q7:1-叔丁氧羰基哌嗪的合成方法是什么?

A: 最常用的合成方法是无水哌嗪与二碳酸二叔丁酯((Boc)₂O) 在碱性条件下(如三乙胺)进行选择性单Boc保护反应。该反应将哌嗪一端的氮原子保护起来,使另一端的氨基可以参与后续反应。该方法在碘催化下可实现无溶剂N-Boc保护,产率可达80%。反应后需用大量水洗涤以去除双取代副产物


Q8:Boc保护基的作用是什么?如何脱除?

A: Boc(叔丁氧羰基) 保护基的作用是选择性"掩蔽"哌嗪环上的一个仲胺,使另一个仲胺能够进行定点官能化反应。完成目标修饰后,Boc基团可在酸性条件选择性脱除,暴露出被保护的胺基,用于进一步功能化或得到最终目标分子。这种策略使得1-叔丁氧羰基哌嗪成为复杂药物分子构建中的关键结构单元


Q9:1-叔丁氧羰基哌嗪的溶解性如何?

A: 本品可溶于乙酸乙酯、甲醇、二甲基亚砜(DMSO)、氯仿、二氯甲烷、乙醇等有机溶剂微溶于水


Q10:1-叔丁氧羰基哌嗪的保质期是多久?

A: 在推荐的储存条件下(2-8℃、惰性气体保护、密封干燥避光),粉末形式可稳定保存较长时间。具体保质期请以产品COA(分析证书) 为准。开封后应及时使用,避免因吸湿或氧化导致含量下降


五、总结

1-叔丁氧羰基哌嗪(CAS 57260-71-6)是一款多功能、高附加值的精细化工中间体。其核心价值在于Boc保护的哌嗪骨架,使其在医药合成(镇咳、抗过敏、抗精神病、抗菌、抗病毒、抗癌药物)、有机化学偶联(Buchwald-Hartwig反应)、前沿药物研发(PROTAC技术)以及新型显示材料(OLED)等领域均有广泛应用。随着制药和材料科学的持续发展,该化合物的市场需求和应用前景预计将进一步扩大。


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