2-芳基哌嗪,是当前药物合成中经常出现的片段,它是新药开发中令人着迷的部分,因为芳基链接在手性碳原子上,它的整体结构可以以受限的排列在分子上,而氮原子可以用来连接其它单元。
在研的药物中,Vestipitant 是一个具有2-芳基哌嗪片段,走在最前的药物候选分子了,目前处于临床二期。下面其它的一些药物分子,还在PCC之前或PCC阶段。

迄今为止,已有多种2-芳基哌啶的合成方法被报道。笔者对这些合成方法做了一下总结和归纳,以飨读者。
方法1:烯烃和乙二胺的氧化加成反应

氧化汞/四氟硼酸介导烯烃与保护乙二胺反应生成哌嗪,然后脱除苄基或者对甲氧基苄基保护,生成同侧取代的哌嗪。(Tetrahedron Letters, 2013, 54, 761-764)
方法2:吡嗪N-O化物用格氏试剂加成等串联反应

化合物5被格氏试剂加成,接着用硼氢化钠还原后进行Boc保护,得到的N-O化合物6a再用锌粉还原,即得到2-芳基哌嗪化合物7,如下图所示。(Org.Lett., 2010, 12, 284-286)

方法3:2,3-哌嗪二酮还原

该文从对溴溴代苯乙酮出发,经过6步反应,合成手性二胺8,8与草酸二乙酯关环,生成二内酰胺9,然后用硼烷还原得到2-苯基哌嗪10。(Bioorg. Med. Chem. Lett., 2014, 24, 5749-5751)
方法4:2,5-哌嗪二酮还原

专利利用(R)-苯丙氨基酸甲酯和甘氨酸合成二肽13,然后氢化脱Cbz保护关环,得到(R)-3-苯基哌嗪-2,5-二酮14,最后还原获得2-苯基哌嗪(R)-15。(CN 107176927 A)
方法5:2,5-哌嗪二酮还原

专利利用(R)-苯丙氨基酸甲酯和甘氨酸合成二肽13,然后氢化脱Cbz保护关环,得到(R)-3-苯基哌嗪-2,5-二酮14,最后还原获得手性2-苯基哌嗪(R)-15。(CN 107176927 A)
方法6:双羰基与乙二胺还原

羟基苯乙酮16氧化生成酮醛17,再与乙二胺还原胺化,生成消旋的2-苯基哌嗪15。( JP2001122863 A, Org.Biomol. Chem., 2004, 2, 788-796)
方法7:苯基乙二胺与乙二醛生物还原

直接用生物化学反应,二胺和二醛在还原酶催化下,得到手性的苯基哌嗪(R)-15。(ACS Catalysis, 2018, 8(4), 3727-3732)
方法8:一锅法合成2-苯基哌嗪

芳香甲醛和氯甲基苯砜先经过Darzens反应,生成环氧苯砜,乙二胺进行加成,生成2-氨基苯乙醛,接着脱水关环,加入硼氢化钠后,还原得到2-苯基哌嗪(ACS Omega 2019, 4, 2261−2267)。机理如下:

方法9:吡嗪氢化合成2-苯基哌嗪
吡嗪氢化是最直接的方法合成2-苯基哌嗪,但这个氢化压力通常很大,而且只能合成消旋的2-苯基哌嗪(WO 2021/208963 Al, WO2021222858 A1),那些对于氢化敏感的底物不能做。

方法10:3-羰基哌嗪还原
2-苯基-3-羰基哌嗪23用还原试剂还原,即可快捷地得到2-苯基哌嗪15(Heterocycles,1989, 29(2), 359-63)。

方法11:手性(S)-3-芳基哌嗪的新型合成方法
文章从烯胺出发,合成出手性化合物24,然后跟1,2-二氯乙烷反应进行关环,生成一系列(S)-3-芳基基哌嗪15。具体过程可读原文(Angew. Chem., Int. Ed. 2025, 64(28), e202507200)。
