4,7-二氮杂螺2.5辛烷-4-甲酸叔丁酯（CAS 674792-08-6），分子式为 C₁₁H₂₀N₂O₂。该分子是一个螺环二胺骨架：螺碳原子直接与 4 位氮相连，4 位氮被叔丁氧羰基保护，7 位氮为游离仲胺。基于 1-(Boc-氨基)环丙烷-1-甲酸这一商品化砌块，有两条成熟的合成策略，均能准确控制 Boc 位于 4 位氮。
路线一：溴乙酰胺环化—内酰胺还原法
该路线从 1-(Boc-氨基)环丙烷-1-甲酸（Boc-ACC-OH）出发，先与 2-溴乙胺缩合，再经分子内烷基化构建螺环内酰胺，最后用硼烷还原内酰胺羰基。
首先，Boc-ACC-OH 与 2-溴乙胺氢溴酸盐在 HATU/DIPEA 或 EDC/HOBt 体系中缩合，得到中间体 1-(Boc-氨基)-N-(2-溴乙基)环丙烷-1-甲酰胺。该酰胺化反应条件温和，不涉及手性中心，收率稳定。
随后，在氢化钠/DMF 体系中，Boc 氨基氮被去质子化，形成氮负离子。该氮负离子分子内进攻链端溴代亚甲基，发生 6 元环合，生成 4-Boc-4,7-二氮杂螺2.5辛烷-8-酮。由于环丙烷的偕二取代效应，两个反应端在空间上被拉近，环合速率快，副反应少。
最后，用 BH₃·THF 还原该内酰胺。硼烷选择性地将 8 位羰基还原为亚甲基，得到 4-Boc-4,7-二氮杂螺2.5辛烷。Boc 在硼烷还原条件下稳定，不需要额外保护操作。该路线步骤短、区域选择性明确，是目前最直接的工艺路线之一。
路线二：1,2-二溴乙烷双烷基化法
该路线同样以 Boc-ACC-OH 为原料，先将羧基转化为氨甲基，再用 1,2-二溴乙烷同时构建六元环。
Boc-ACC-OH 与氯甲酸异丁酯/N-甲基吗啉形成混合酸酐后，用硼氢化钠还原，得到 1-(Boc-氨基)环丙烷甲醇。该伯醇经甲磺酰氯/三乙胺活化，生成甲磺酸酯；再与叠氮化钠在 DMF 中经亲核取代得到叠氮化物；叠氮化物经催化氢化或三苯基膦还原，得到关键中间体 1-(Boc-氨基)-1-(氨甲基)环丙烷。
在该二胺与 1,2-二溴乙烷反应时，伯胺首先选择性烷基化，生成 ω-溴代乙胺中间体；随后在氢化钠作用下，Boc 氨基氮发生分子内烷基化，关环得到目标产物。反应需在高稀释条件下进行，并在第一步使用稍过量的 1,2-二溴乙烷，以抑制伯胺的过度烷基化和分子间聚合。
这条路线从同一商品化原料出发，通过双重 N-烷基化完成螺环哌嗪环的构建，适合在不使用硼烷内酰胺还原的条件下制备目标分子。
工艺比较
两条路线都从 Boc-ACC-OH 出发，但环化逻辑不同。路线一通过酰胺键固定了 7 位氮，再用 Boc 氮负离子成环，区域选择性最高，步骤数少，更适合放大。路线二通过氨甲基和 1,2-二溴乙烷直接构建两个 N-C 键，步骤略长，但对设备耐受性高，适合实验室小批量制备。
实际生产中，路线一的内酰胺中间体稳定性好，易于纯化，且硼烷选择性还原后处理简单，因此被优先采用。路线二可作为路线一的补充，尤其在需要避免使用硼烷配合物时使用。