背景及概述
N-杂环化合物广泛用于药物化学、材料化学和有机合成领域，1-BOC-5-氧代氮杂环庚烷-甲酸乙酯可用于合成染料、炸药、农药、化肥、橡胶助剂及感光材料等。因此，1-BOC-5-氧代氮杂环庚烷-甲酸乙酯的合成具有重要意义。1-BOC-5-氧代氮杂环庚烷-甲酸乙酯英文名称：1-Tert-butyl 4-ethyl 5-oxoazepane-1,4-dicarboxylate，中文别名：1-Boc-5-氧代氮杂环庚烷-甲酸乙酯；1-N-叔丁氧羰基-5-氧代六氢-1H-氮杂卓-4-甲酸乙酯，CAS号：141642-82-2，分子式：C14H23NO5，分子量：285.336。
制备
本文以4-氧代哌啶酮盐酸盐及重氮乙酸乙酯为起始物料，经扩环反应制备得到5-氧代氮杂环庚烷-1-甲酸乙酯，不经纯化直接用于下步反应。后经与二碳酸二叔丁酯在碱性条件下发生缩合反应制备目标化合物1-BOC-5-氧代氮杂环庚烷-甲酸乙酯[1]。其合成反应式如下图：
图1 1-BOC-5-氧代氮杂环庚烷-甲酸乙酯的合成反应式
实验操作：
在三口瓶中加入重氮乙酸乙酯和无水四氢呋喃，升温至缓慢回流，缓慢滴加4-氧代哌啶酮盐酸盐的无水四氢呋喃溶液，回流反应3小时。静置冷却，有黄色固体沉淀，倾出反应液，离心30分钟，分离出固体沉淀。机械搅拌、冰浴下，将所得固体为5-氧代氮杂环庚烷-1-甲酸乙酯粗品。带有搅拌装置的三口烧瓶中加入5-氧代氮杂环庚烷-1-甲酸乙酯粗品和由碳酸钠和碳酸氢钠组成的缓冲溶液200 mL，冰浴，滴液漏斗滴加二碳酸二叔丁酯。并于30℃水浴中搅拌反应22小时。薄层色谱检测反应进度。反应物用乙酸乙酯萃取，除去未反应的二碳酸二叔丁酯，得到的水相用3mol／L盐酸水溶液调节pH值5，后用乙酸乙酯萃取4次，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪除去溶剂，得到1-BOC-5-氧代氮杂环庚烷-甲酸乙酯。
参考文献
[1]Synthetic Communications, , vol. 22, # 9 p. 1249 - 1258