3-哌啶甲酸为类白色至白色结晶性粉末，无臭或微味，熔点约261℃（分解），易溶于水、乙醇，难溶于乙醚、酯类；1%水溶液pH 3.0–4.0，兼具叔胺与羧酸的双官能团反应性，可成盐、酰胺、酯；手性中心可用于拆分与不对称合成。
3-哌啶甲酸及其衍生物是重要的医药中间体，可用来合成GABA摄入抑制剂、抗肿瘤药、生长激素促分泌素、消炎药物、心血管药物、促智药物和抗流感病毒药物等。
医药应用
1、合成GABA摄入抑制剂
γ-氨基丁酸(GABA)是中枢神经系统中的主要抑制性神经递质，与兴奋性的神经递质共同协调维持大脑的正常功能。据研究发现3-哌啶甲酸对GABA转运蛋白具有较高的抑制活性，且(R)-对映体的抑制活性为(S)-对映体的6倍、由于3-哌啶甲酸的极性较强，不易于透过血脑屏障，为了提高其亲酯性，可将羧基酯化或在哌啶环的N原子上引入亲脂性侧链。
Hinko等将羧基酯化后进行了药效评价，长链的烷基酯较短链的神经毒性小，拟胆碱副作用小，3-哌啶甲酸乙酯作为GAT-1抑制剂具有镇痛作用，不具有耐受性、成瘾性。
诸多研究在3-哌啶甲酸哌啶环的N原子上引入不同的亲脂性侧链,合成了众多高度亲脂性的GABA摄入抑制剂，克服了以往药物亲脂性差不易通过血脑屏障的缺点，由Novo Nordisk公司开发的药物噻加宾(Tiagabine)，是目前唯一一个在临床使用的特异性的GAT-1抑制剂。
此外,Zhang等设计合成了:N-烃基侧链含有硫代基团或亚砜基团的3-哌啶甲酸衍生物,药效学研究表明N-烃基侧链上的电负性增加可以提高化合物对GABA转运蛋白的抑制作用。
2、合成抗肿瘤药
3-哌啶甲酸可用于合成抗肿瘤药基质金属蛋白酶抑制剂和法尼基转移酶抑制剂。Maws等以(R)-3-哌啶甲酸乙酯(3)为原料合成了法尼基转移酶抑制剂长春瑞宾(vinorelbine)(78)(Scheme20)。首先(R)-3-哌啶甲酸乙酯(3)在LiAlH4催化下还原为3-哌啶甲醇，将氨基烃化和羟基卤代后，与2-甲氧草酰基吲哚格氏偶联得化合物77，接着化合物77的叔羟基经氯代后对文多灵(vindoline)进行烃化，最后经氯甲酸氯乙酯脱去哌啶环的氨基保护后，与甲醛发生分子内Mannich反应得到目标产物78。
3、合成生长激素促分泌素
生长激素(GH)是调节个体生长、发育等代谢过程的一个重要的内分泌因子。从20世纪70年代开始人们就陆续发现，许多人工合成的小分子肽和非肽类物质在体内和体外均可以促进GH分泌，并将这类物质统称为生长激素促分泌素(GHS)。
1996年，Chakravarty等以3-哌啶甲酸乙酯(3)为原料合成了生长激素促分泌素GHS80。首先将3-哌啶甲酸乙酯(3)进行氨基Boc保护，接着在强碱LIHMDS的催化作用下将哌啶环3-C苄基取代得N-Boc-3-苄基-3-哌啶甲酸乙酯(79)，脱去保护基Boc后,用L-酒石酸拆分，最后经过两次酰胺化后得到最终产物GHS80。这是一种有效的、可口服的短期生长激素促分泌素，能够刺激天然或内源的生长激素的释放，具有较具有较强的生物有效性。
4、合成消炎镇痛药物
类胰蛋白酶是肥大细胞颗粒的主要蛋白质，也是切开精氨酸和赖氨酸残基的主要蛋白质。类胰蛋白酶储存在肥大细胞颗粒中，一旦被激活，就从其中释放出来。它们牵涉到许多生理和病理状态,其中包括慢性炎症状态，类胰蛋白酶及其抑制剂已经成为近年来炎症及其相关疾病研究领域的热点。
3-哌啶甲酸可用于合成消炎药物类胰蛋白酶抑制剂，起到在受体水平上拮抗炎症介质的作用，Dhar等研究了含3-哌啶甲酸结构的胰蛋白酶抑制剂85的合成工艺(Scheme2)。该方法将3,5-二氯苯异氰酸酯(81)碱性条件下与甘氨酸缩合为螺乙内酰脲化合物82，化合物82的仲氨基经保护后与4-氰基苯甲醛发生Knoevenagel反应，接着在三氟乙酸(TFA)催化下与N-(甲氧甲基)-N-(三甲基硅甲基)-苄胺加成得到螺吡咯并乙内酰脲化合物83，将仲胺基脱保护后甲基化得化合物84，化合物84中吡咯环的N脱苄基后与溴代乙酸叔丁酯反应，水解得后与3-哌啶甲酸乙酯缩合，最后水解得化合物85。
Enedomorphin-2(EM-2)是一种具有镇痛作用的四肽，它存在于动物和人的中枢神经系统内,与μ-阿片受体结合后能够激活G蛋白、抑制腺苷酸环化酶(AC)的活性，IC50=(0.69士0.03)nmol/L。Staniszewska等将EM-2中的脯氨酸用3-哌啶甲酸代替合成了[(R)-Nip2]EM-2(Scheme23),对u-阿片受体显示了极高的亲和性,IC50=(0.04士0.01)nmol/L。
5、合成心血管药物
Ohkubo等对3-哌啶甲酸衍生物N-酰基-3-哌啶甲酰胺作为心血管药物的药效进行了研究。结果表明这些衍生物作为糖蛋白GpIIB/IIa对抗物、血小板纤维蛋白原聚集抑制剂，在抑制血小板聚集过程中，具有较好的抗血小板聚集、防止血栓形成的作用。
Beavers等和Costanzo等合成了一系列含有3-哌啶甲酸结构的口服速效Gp IIB/IIla拮抗剂,筛选出了具有高活性的Elarofiban等。该合成工艺首先将3-吡啶甲醛(86)与丙二酸/醋酸铵发生Knoevenagel缩合，再与苯乙酰氯酰胺化，经青霉素酰化酶立体选择性水解后甲酯化为化合物87，接着化合物87与N-Boc-3-哌啶甲酸酰胺化后脱保护基Boc得化合物88，化合物88与N-Boc-4-哌啶丙酸酰胺化，将酯水解、脱保护基Boc后，得Elarofiban作为临床候选药物，Elarofiban可静脉注射和口服;药代动力学表明，其在人体内半衰期随剂量的不同在15~32h之间变化。
参考文献
[1] 李运波,唐凤翔,孟春,等. 3-哌啶甲酸及其衍生物的合成与应用研究进展[J]. 有机化学,2009,29(7):1068-1081.