二苯亚甲基甘氨酸乙酯
[CAS 69555-14-2]

基本信息

• 产品分类: 生物化工 >> 氨基酸及其衍生物 >> 甘氨酸类衍生物
• 产品名称: 二苯亚甲基甘氨酸乙酯
• 英文名: Ethyl N-(diphenylmethylene)glycinate
• 别名: N-(Diphenylmethylene)glycine ethyl ester
• 分子式: C₁₇H₁₇NO₂
• 分子量: 267.32
• CAS 登录号: 69555-14-2
• EC 号码: 614-987-6
• 分子行输入简码SMILES: CCOC(=O)CN=C(C1=CC=CC=C1)C2=CC=CC=C2

物理化学性质

• 密度: 1.0±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 熔点: 51 - 53 °C (实验值)
• 沸点: 357.9±34.0 °C 760 mmHg (计算值)^*
• 闪点: 138.0±20.1 °C (计算值)^*, 110 °C (实验值)
• 折射率: 1.542 (计算值)^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P305+P351+P338

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319

chemBlink 化学品故事

N-(二苯基亚甲基)甘氨酸乙酯（CAS 69555-14-2）是一种经过保护的甘氨酸衍生物，广泛用作合成 α-氨基酸的结构单元。其分子式为 C₁₇H₁₇NO₂，分子量为 267.32，结构可以表示为 (C₆H₅)₂C=NCH₂CO₂C₂H₅。

这个分子看起来比甘氨酸复杂很多，但是其中相当一部分结构实际上只是暂时存在的。

甘氨酸的结构为 NH₂CH₂CO₂H，是结构最简单的 α-氨基酸。在 N-(二苯基亚甲基)甘氨酸乙酯中，羧基被转变成乙酯，而氨基则与二苯甲酮形成亚胺保护结构。

经过这些改变以后，原本非常简单的甘氨酸变成了一种更容易进行碳碳键形成反应的合成试剂。

整个反应的关键是中间的 CH₂。

这个碳位于亚胺和酯羰基之间。在碱性条件下，其中一个氢可以被移去，使这个碳获得亲核反应能力，随后能够与具有亲电性的有机化合物形成新的碳碳键。

因此，化学家常常把这个化合物看成一种“甘氨酸等价物”：它暂时把甘氨酸转变成一种能够在 α 位建立新碳碳键的形式。

这提供了一条非常直接的氨基酸合成思路。

例如，让它与溴化苄反应。

溴化苄的结构为 C₆H₅CH₂Br。在碱和适当催化条件下，甘氨酸衍生物的 α 位碳与苄基形成新的碳碳键。

原来甘氨酸的碳骨架因此开始变成苯丙氨酸的碳骨架。

完成碳碳键形成以后，再除去暂时存在的亚胺保护结构，并根据需要水解乙酯，就能够重新显露出氨基酸的氨基和羧基。

整个过程的基本思想非常清楚：

先把甘氨酸保护起来；

改变它的碳骨架；

最后再把氨基酸结构恢复出来。

公开研究已经证明，N-(二苯基亚甲基)甘氨酸乙酯能够在相转移催化条件下进行单烷基化、双烷基化以及与不饱和化合物的共轭加成。所得中间体进一步转化以后，可以得到 α-烷基取代的天冬氨酸、谷氨酸衍生物以及多种环状氨基酸衍生物。

相转移催化在这类反应的发展中具有重要作用。

反应体系常常同时含有强碱水溶液和有机相，而甘氨酸衍生物以及烷基化试剂主要存在于有机相中。由于水和有机溶剂不能完全混合，不同反应物之间原本很难有效接触。

相转移催化剂可以帮助具有电荷的反应物种在不同相之间转移，使 α 位脱去质子以及随后的碳碳键形成能够顺利进行。

这个方法后来又发展出更加重要的用途：不对称氨基酸合成。

甘氨酸本身的 α 位没有手性，因为这个碳连接两个相同的氢。但是，当其中一个氢被新的碳链取代以后，如果形成的 α 碳连接四种不同基团，就会产生一个手性中心。

普通条件下可能同时得到两个互为镜像的产物。

对于生命化学来说，这种差别非常重要。天然蛋白质中的氨基酸几乎都属于同一个立体化学系列，而药物研究中也经常只需要两个镜像异构体中的一个。

因此，研究人员发展出了手性相转移催化剂，使甘氨酸衍生物在烷基化过程中优先从某一个空间方向形成新的碳碳键。

N-(二苯基亚甲基)甘氨酸乙酯因此成为研究这种不对称反应的经典底物之一。以金鸡纳生物碱结构为基础的手性催化剂以及后来发展的许多新型催化剂，都曾利用这个反应体系评价它们控制氨基酸立体结构的能力。

这使这个分子具有一个很有意思的特点。

从结构式上看，最醒目的部分可能是两个很大的苯环。

但这两个苯环并不是最终氨基酸真正需要的部分。

它们属于暂时的合成装备。

二苯基亚甲基结构帮助保护氮，并改变邻近碳的化学反应环境；等到新的碳碳键建立完成以后，这部分结构就可以被除去。

乙酯也具有类似作用。它暂时改变羧基在反应过程中的性质，随后又可以通过水解恢复羧酸。

真正需要留下来的，是在 α 位新建立的碳骨架。

因此，可以把这个化合物的保护结构想象成建筑施工时使用的脚手架。

脚手架可能非常醒目，甚至比建筑物的一些永久结构还要庞大，但是它存在的目的只是帮助施工。

工程完成以后，脚手架会被拆掉。

二苯基亚甲基在这里就具有类似作用。

这个反应体系也说明了甘氨酸为什么是合成其他氨基酸特别有用的起点。

甘氨酸没有真正的碳侧链，它的 α 碳连接两个氢。只要把其中一个氢换成新的含碳基团，就相当于给甘氨酸安装了一条新的侧链。

改变烷基化试剂，就可以改变这条侧链。

因此，同一种经过保护的甘氨酸原料，可以成为许多不同氨基酸结构的共同起点。

如果继续在 α 位进行第二次取代，或者让它与不饱和化合物发生共轭加成，还能够进一步得到双取代氨基酸以及更加复杂的环状结构。

N-(二苯基亚甲基)甘氨酸乙酯因此很好地体现了现代有机合成的一种基本思想：

化学家并不一定直接对最终需要的分子进行反应。

有时候，首先要把它暂时“伪装”起来。

保护某些官能团，改变某些位置的酸性，重新安排反应性，再加入一些最终并不需要保留的临时结构，使一个原本不容易反应的碳能够按照需要建立新的化学键。

完成以后，再把这些临时结构拆掉。

因此，这个含有 17 个碳原子、看起来相当庞大的分子，本质上可以理解为一个为了形成新碳碳键而经过特殊装备的甘氨酸。

两个苯环是暂时的。

新建立的氨基酸侧链才是需要留下来的。

这正是 N-(二苯基亚甲基)甘氨酸乙酯在氨基酸合成中具有价值的原因。

References

1. Sigma-Aldrich. N-(Diphenylmethylene)glycine ethyl ester, CAS 69555-14-2.

2. López, A.; Moreno-Mañas, M.; Pleixats, R.; Roglans, A.; Ezquerra, J.; Pedregal, C. (1996). "Ethyl N-(diphenylmethylene)glycinate as anionic glycine equivalent. Monoalkylation, dialkylation and Michael additions under solid-liquid phase-transfer catalysis." Tetrahedron, 52.

3. O'Donnell, M. J. et al. 有关保护甘氨酸衍生物相转移催化烷基化及氨基酸合成的研究。

4. Chenault, H. K. et al. (1989). Journal of the American Chemical Society, 111, 6354-6364.

5. 有关手性相转移催化剂用于 N-(二苯基亚甲基)甘氨酸乙酯不对称烷基化的研究。