简介
Boc-L-环己基甘氨酸的CAS号是109183-71-3，分子式是C13H23NO4，分子量是257.33。熔点是83°C(lit.)，沸点是407.9±28.0°C(Predicted)，密度是1.111±0.06g/cm3(Predicted)，酸度系数(pKa)是4.01±0.10(Predicted)。Boc-L-环己基甘氨酸在分子中同时具有酸性和碱性官能团，在水中可电离，具有很强的亲水性，但属于非极性氨基酸，溶于极性溶剂，而难溶于非极性溶剂 ，而且具有较高的沸点和熔点，通过水溶液酸碱性的调节可以使其呈现不同的分子形态[1]。
图1 Boc-L-环己基甘氨酸的结构式。
合成
图2 Boc-L-环己基甘氨酸的合成路线[2-3]。
方法一：将2-环丙基-5H-吡咯并[2,3-b]吡嗪-7-羧酸（（S）-1-环己基-2-羟基-2-甲基丙基）-酰胺步骤1（S）-氨基环己基乙酸盐酸盐（1.0 g，5.16 mmol）溶解于17 ml 2:1，4-二氧六环：水中，并在冰浴中冷却。将氢氧化钠溶液（10.4 ml 1M水溶液）缓慢添加到反应溶液中，然后添加固体碳酸氢钠（0.43 g，5.16 mmol）。添加二叔丁基碳酸酯（1.68 g，7.74 mmol），并将反应混合物搅拌16 h。将反应混合物部分蒸发，然后在乙酸乙酯和水中吸收，并用硫酸氢钾溶液酸化至pH 2。分离各层并用乙酸乙酯萃取水层两次。用氯化钠溶液洗涤结合的乙酸乙酯层，经硫酸钠干燥并蒸发得到1.52克Boc-L-环己基甘氨酸。合成路线如图2所示。
方法二：在室温下将二碳酸二叔丁酯（2.08 g，9.54 mmol，1.5 eq）和Na2CO3（1.35 g，12.72 mmol，2.0 eq）添加到存于10.5 mL水中和5 mL THF中的L-环己基甘氨酸（1 g，6.36 mmol，1.0 eq）悬浮液中。当反应未完成时，在12 h后添加420 mg（0.3当量）二碳酸二叔丁酯（TLC:n-BuOH/conc.AcOH/水=4/1/1，Rf（产品）=0.35，茚三酮染色）。在室温下将反应混合物再搅拌12小时，并通过添加2 M HCl（pH∼ 2)。再搅拌30分钟，以水解未反应的二碳酸二叔丁酯，并用乙酸乙酯（3x 20 mL）萃取产物。用盐水清洗组合有机提取物，并在Na2SO4上干燥。减压除去溶剂得到目标产物Boc-L-环己基甘氨酸。
应用
Boc-L-环己基甘氨酸是最简单的氨基酸，参与嘌呤类、卟啉类、肌酸和乙醛酸的合成，可与多种物质结合，由胆汁或从尿中排出[4]。作为营养增补剂广泛应用于医药、食品等领域。例如，将Boc-L-环己基甘氨酸与谷氨酸、丙氨酸一起使用，对防治前列腺肥大并发症、排尿障碍、频尿、残尿等症状颇有效果，其本身还作为一种重要医药中间体，可用以制备各种有效药剂，例如治疗巴金森氏病的特效药“L-多巴”（L-DoPa）的主要中间体即Boc-L-环己基甘氨酸，L-多巴对治疗肌力衰弱的假肥大性营养失调症有特效[5-6]。Boc-L-环己基甘氨酸还可用于合成DL-苯丙氨酸及L-苏氨酸等重要氨基酸。甘氨酸常作为制酸剂和解毒剂，30%甘氨酸与70%碳酸钙的复合调剂，可治疗神经性胃酸过多；甘氨酸与阿斯匹林、扑热息痛等反应制得的药物，不仅可提高药物的溶解度，增加药效，还有效抑制了药物产生的副作用[7]。由于Boc-L-环己基甘氨酸的特殊结构，在新药合成中具有不可代替的作用。
在农药行业，用三氯化磷、甲醛反应的水解产物再与Boc-L-环己基甘氨酸反应，可制取新型农药除草剂草甘磷，草甘磷为除草活性最强的内吸传并型广谱有机磷农药，它能有效控制危害的杂草达80余种，广泛用于稻田、麦地、玉米、棉花、大豆和果园、菜园及铁路、建筑、交通、森林等非耕地除草，草甘磷因其有杀草力强、低毒、易分解、无残留等优点[8-9]。作为高度安全性除草剂，已被美国政府评为秀的农药。Boc-L-环己基甘氨酸与甲醛、三氯化磷在110℃下反应产物为增甘磷，增甘磷是一种高效叶面施用的植物生长调节剂，广泛用于各种农作物，还可作为收获前的脱叶剂[10]。
参考文献
[1] Z. Bai, G. Gao, A. Liu, L. Zhu, H. Yin, W. Sun, Y. Zhao, Q. Yu, Process for synthesizing niraparib intermediate 3-aryl-2,6-dioxopiperidine and niraparib for anticancer drug, Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences, Peop. Rep. China . 2022, p. 19pp.
[2] M. Chakraborty, S. Oneida, K.V. Waynant, Synthesis and development of a series of peptide based zwitterionic cross-linkers, American Chemical Society, 2022, p. No pp. given.
[3] H. Hu, M.D. Mady Traore, R. Li, H. Yuan, M. He, B. Wen, W. Gao, C.B. Jonsson, E.A. Fitzpatrick, D. Sun, Optimization of the Prodrug Moiety of Remdesivir to Improve Lung Exposure/Selectivity and Enhance Anti-SARS-CoV-2 Activity, J. Med. Chem. 65(18) (2022) 12044-12054.
[4] X. Sun, J. Chang, K. Yu, X. Dai, Active targeting phospholipid and synthesis process thereof [Machine Translation], Beijing Xinkaiyuan Pharmaceutical Technology Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2022, p. 18pp.
[5] H. Suzuki, K. Ichinohe, M. Araki, S. Muramatsu, T. Uehara, Y. Arano, Synthesis and evaluation of a para-carboxylated benzyl-DOTA for labeling peptides and polypeptides, Nucl. Med. Biol. 114-115 (2022) 18-28.
[6] A. Tiwari, S. Kumar, V. Tiwari, M. Kumar, R. Saharan, P. Gupta, V. A. R, M. Bhandari, Methods of synthesis, characterization and biological evaluation of cyclo-octapeptide, cyclogossine-b, India . 2022, p. 25pp.
[7] A. Tiwari, S. Kumar, V. Tiwari, M. Kumar, R. Saharan, P. Gupta, A.P. Singh, A. Aggarwal, Synthesis, characterization and evaluation of integerrimide-a as potential antimicrobial and anticancer agent, India . 2022, p. 28pp.
[8] Y. Urano, M. Kamiya, J. Tsunetomi, Preparation of o-carborane-bonded L-glutamine and L-glutamyl-L-prolinamide derivatives as boron neutron capture therapy (BNCT) probes, The University of Tokyo, Japan . 2022, p. 64pp.
[9] F. Wu, G. Li, Y. Gao, A method for synthesizing boc-l-glutamic acid dimethyl ester [Machine Translation], Nanjing Redwood Fine Chemical Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2022, p. 9pp.
[10] Y.-P. Yang, J.-K. Chen, P. Guo, Y.-R. Lu, C.-F. Liu, B.-J. Wang, J.-H. Zhang, S.-M. Xie, L.-M. Yuan, A chiral porous organic polymer COP-1 used as stationary phase for HPLC enantioseparation under normal-phase and reversed-phase conditions, Microchim. Acta 189(9) (2022) 360.