H-甘氨酸-NHME盐酸盐（CAS: 49755-94-4），化学名为甘氨酸甲酯盐酸盐（H-Gly-OMe·HCl），是一种常见的氨基酸衍生物。在肽合成和有机化学反应中，它作为构建块广泛应用。该化合物具有α-氨基（-NH₃⁺ Cl⁻）和甲酯基团（-COOCH₃），其反应性主要源于这些官能团的活性。以下从化学专业视角，讨论其反应性特征以及与其他试剂的兼容性，旨在为实验室操作和合成设计提供指导。
基本结构与反应性概述
H-Gly-OMe·HCl的分子式为C₃H₈ClNO₂，分子量113.55 g/mol。其结构为H₃N⁺-CH₂-COOCH₃ Cl⁻，氨基以盐酸盐形式存在，这增强了其水溶性，但也使其在碱性条件下易于游离。反应性主要体现在：
氨基的亲核性：盐酸盐形式下的氨基（-NH₃⁺）在碱（如三乙胺或N,N-二异丙基乙胺，DIEA）处理后，可转化为游离-NH₂，具有强亲核性。这使其易于与羧酸衍生物（如酸酐、酸氯化物或活性酯）反应，形成酰胺键。典型应用包括固相肽合成（SPPS）中的偶联步骤。
酯基的稳定性与水解倾向：甲酯基团相对稳定，在中性或酸性条件下不易水解，但遇强碱（如NaOH）或酶（如酯酶）时会发生皂化或水解，生成甘氨酸。pKa值约为2.3（羧酸部分）和9.6（氨基部分），这影响其在不同pH下的行为。
整体稳定性：该化合物在干燥条件下室温稳定，但暴露于潮湿空气中可能吸湿，导致盐酸挥发或降解。在加热时（>100°C），可能发生脱盐酸或酯分解。
这些特性使其在多步合成中作为N-端保护的氨基酸单元使用，但需注意pH控制以避免副反应。
与常见试剂的兼容性
在有机合成中，H-Gly-OMe·HCl常与其他试剂组合使用，其兼容性取决于反应条件。以下分类讨论关键试剂群体的互动：
1. 碱性试剂与去保护剂
兼容性良好：与有机碱如DIEA、吡啶或无机碱如NaHCO₃兼容。这些试剂可有效中和盐酸盐，释放游离氨基，用于后续亲核加成。典型比例为1:1-1:2（摩尔比），在DMF或DCM溶剂中反应，室温下几分钟内完成。 潜在问题：强碱如NaOH或KOH不兼容，可能导致酯基快速水解。建议在弱碱条件下操作，避免pH>10。 应用示例：在肽偶联中使用HATU或DIC作为偶联剂时，先用DIEA处理H-Gly-OMe·HCl，可实现>95%产率的无副产物反应。
2. 偶联剂与活化试剂
高兼容性：作为N-端组件，与EDC/HOBt、PyBOP或TBTU等标准肽偶联剂高度兼容。这些试剂激活羧酸，形成活性中间体，H-Gly-OMe·HCl的氨基可高效攻击。反应通常在0-25°C下进行，时间1-4小时。 注意事项：在Fmoc或Boc保护策略中，该化合物无需额外保护，直接兼容。但若与强氧化剂（如KMnO₄）联用，可能氧化氨基，导致颜色变化或不纯产物。 数据支持：文献报道，在DCC/HOBt体系中，其与保护氨基酸的兼容性达98%，racemization率<1%，证明其在手性敏感反应中的可靠性。
3. 溶剂与辅助试剂
溶解性兼容：水溶性好（>100 mg/mL），与极性溶剂如DMF、DMSO或MeOH完全兼容。在非极性溶剂如DCM中，需碱辅助以提高溶解度。避免与强酸（如浓H₂SO₄）混合，可能导致盐酸盐进一步质子化或酯裂解。 与还原剂互动：与NaBH₄或LiAlH₄兼容，用于还原相关衍生物，但酯基可能被还原为醇。建议在控制条件下（如低温）使用。 氧化剂兼容：中等兼容性。与温和氧化剂如PCC或Dess-Martin试剂可共存，但强氧化剂如OsO₄可能攻击氨基氮，导致不可逆损伤。
4. 金属催化剂与无机试剂
良好兼容：在Pd/C或Ni催化氢化中稳定，可用于去除其他保护基（如Cbz），而不影响甲酯。温度<50°C，压力1-3 atm时，兼容性高。 风险：与Lewis酸如BF₃·Et₂O兼容，用于酯化辅助，但过量可能催化酯水解。与Grignard试剂（如MeMgBr）不兼容，后者会与酯基剧烈反应生成三级醇。 实际案例：在多肽合成中，与Ru催化剂用于烯烃加成兼容，未观察到显著降解。
操作注意事项与安全考虑
为最大化兼容性，合成中应： 储存条件：密封、干燥、-20°C下保存，避免光照。保质期>2年。 纯化方法：通过重结晶（EtOH/Et₂O）或柱色谱纯化，与硅胶兼容，但需中和残酸。 副反应风险：高湿度下可能发生自聚缩合，形成二甘氨酸酯。pH监测至关重要，使用pH计或指示剂。 安全：盐酸盐形式低毒，但粉尘吸入可能刺激呼吸道。操作时戴手套、护目镜，符合实验室HCl处理规范。LD50（大鼠，口服）>2000 mg/kg，表明低急性毒性。
总之，H-Gly-OMe·HCl的反应性使其在肽化学和药物合成中不可或缺，与多数标准试剂兼容，但需精确控制条件以规避酯水解或氧化副产物。通过优化pH、温度和试剂比例，可实现高效、选择性反应。该化合物的多功能性源于其简单结构，专业合成中常作为基准参考。