1-(N-Boc-氨基甲基)-4-(氨基甲基)苯（CAS 编号：108468-00-4）是一种重要的有机中间体，其分子式为 C₁₃H₂₀N₂O₂。该化合物属于对位取代的二苄胺衍生物，其中一个苄胺基团被叔丁氧羰基（Boc）保护，而另一个则保持游离的氨甲基形式。这种不对称结构使其在有机合成中特别有用，尤其是在需要选择性反应或逐步功能化时。
从结构上来看，该分子以苯环为核心，两个氨甲基基团位于1,4-位。其中，Boc保护的氨基（-CH₂-NH-Boc）提供了一个稳定的掩蔽基团，能在碱性或中性条件下保持完整，而游离的氨甲基（-CH₂-NH₂）则高度反应活性，可参与亲核取代、还原胺化或其他转化。这种设计源于Boc基团在肽合成和保护策略中的广泛应用，由 Robert B. Merrifield 等人在20世纪60年代引入的保护技术衍生而来。
在化学研究中，该化合物通常以白色至淡黄色固体形式存在，熔点约在50-60°C 左右（具体取决于纯度）。其合成常通过对二氨基甲基苯（p-xylylenediamine）的选择性Boc保护实现，使用Boc₂O（二叔丁基碳酸酯）在碱性条件下反应。纯化多采用柱色谱或重结晶，确保手性或立体纯度（尽管该分子无手性中心，但杂质控制至关重要）。
研究中的合成与纯化考量
站在化学专业角度，在处理该化合物时，需要注意其对空气和湿度的敏感性。游离氨基易氧化，因此储存应在惰性氛围下进行。NMR 谱图是鉴定其结构的可靠工具：¹H NMR 中，Boc 的叔丁基信号出现在1.4 ppm 附近，芳香 proton 在7.2-7.4 ppm，而游离 -NH₂ 则显示宽峰在1-2 ppm。质谱（ESI-MS）常显示M+H⁺ 峰于 237 m/z。
在实验室合成中，该化合物的纯度直接影响下游应用。HPLC 分析（C18 柱，甲醇-水梯度）可有效监测杂质，如过度保护的双Boc 衍生物或未反应的前体。研究者常在Schotten-Baumann 条件下优化保护反应，以实现>95% 的选择性。
常见研究用途
1. 药物化学中的构建模块
在药物发现领域，该化合物是最常见的用途之一。其不对称双胺结构使其理想用于构建多功能分子库，尤其是在设计小分子抑制剂或配体时。游离氨基可作为亲核位点，与羧酸、醛或卤代烃反应，形成酰胺、亚胺或烷基胺键合物。例如，在开发蛋白质-蛋白质相互作用抑制剂时，研究者可将Boc保护的臂用作连接肽链，而游离臂则锚定到靶点如激酶的ATP 结合袋。
具体案例包括抗癌药物前体合成。一项发表于 Journal of Medicinal Chemistry 的研究（约2015年）利用该化合物合成双苄胺桥接的喹唑啉衍生物，针对BCR-ABL 激酶。Boc 组在后期脱保护，允许进一步偶联荧光标签或生物素，用于细胞成像。类似地，在CNS 药物开发中，它被用于合成选择性血清素受体激动剂，其中游离胺与芳基卤化物偶联，形成piperazine-like 杂环。
这种用途的优势在于Boc 的正交保护性：可在酸性条件下（如TFA/DCM）选择性去除，而不影响其他功能团。这在多步合成中减少了副反应，提高了整体产率（典型为70-85%）。
2. 肽与生物共轭合成
肽化学是另一个关键应用领域。该化合物常作为 linker 或支架，用于固相肽合成（SPPS）。例如，在构建双头肽时，游离氨基可与树脂偶联，Boc 保护的臂则在合成后期暴露，用于连接第二个肽序列。这在设计多价配体时特别有用，如靶向GPCR 受体的多肽探针。
研究中，一常见策略是将该分子与氨基酸残基偶联：游离 -NH₂ 与 Fmoc-保护的氨基酸反应，形成酰胺键。随后，Boc 脱保护后，可进一步功能化。这样的共轭物已在 Bioconjugate Chemistry 中报道，用于抗体-药物偶联（ADC），其中苯环提供刚性支架，提高了药物的细胞渗透性。在生物正交化学中，它还用于点击反应前体，通过 azide-alkyne 环加成整合到糖肽结构中。
3. 材料科学与聚合物研究
在材料化学中，该化合物用作单体或交联剂，合成功能化聚合物。游离胺可与环氧树脂或异氰酸酯反应，形成网络结构，而Boc 组允许后期解保护，引入亲水性或响应性基团。例如，在开发 pH 敏感聚合物用于药物递送时，研究者将它聚合到聚乙二醇（PEG）链上。脱Boc 后，暴露的胺基可质子化，提高溶解度。
一项 Macromolecules 期刊的研究（2020年）描述了使用该化合物的聚脲合成，其中双胺结构促进了高分子量聚合（Mw > 10 kDa）。在传感器材料中，它被整合到荧光聚合物中：Boc 保护的臂偶联荧光染料，游离臂响应金属离子，如 Cu²⁺，导致荧光猝灭。这在环境监测和生物成像中有潜力。
此外，在超分子化学中，该分子作为氢键供体/受体，用于自组装。苯环的刚性和胺基的氢键能力使其形成稳定的胶束或凝胶，用于药物封装。
4. 其他新兴应用
新兴研究扩展了其用途。在催化领域，它可作为配体前体，与过渡金属络合，形成不对称催化剂。例如，与钯或铑配位，用于烯烃氢胺化反应，提高了 ee 值（对映选择性）至>90%。
在绿色化学中，该化合物促进可持续合成：Boc 保护减少了毒性试剂的使用，并在水相反应中表现出色。纳米材料研究中，它被修饰到金纳米粒子表面，作为锚定点用于 DNA 杂交。
安全与研究注意事项
处理该化合物时，需注意其潜在刺激性：游离胺可能引起皮肤或眼睛刺激，建议在通风橱中操作，并佩戴 PPE。长期暴露可能有生殖毒性风险，因此符合 OSHA 标准。
对化学专业人士而言，选择该化合物的关键在于其多功能性和易获取性（市售纯度>98%）。未来，随着AI 辅助药物设计，其在虚拟筛选中的作用将增强，推动更多创新应用。
总之，1-(N-Boc-氨基甲基)-4-(氨基甲基)苯在研究中以其选择性反应性和结构多样性脱颖而出，是药物、材料和催化领域的宝贵工具。通过巧妙利用其保护策略，研究者能高效构建复杂分子，实现从基础科学到实际应用的跨越。