通过合成氯甲酸对硝基苄酯并探讨其应用，期望为氯甲酸对硝基苄酯的应用提供有益信息。
背景：氯甲酸对硝基苄酯主要用作核苷类的羟基及氨基保护试剂，广泛用于药物合成。氯甲酸对硝基苄酯的化学合成方法主要是以对硝基苯甲醇与光气为原料反应制得。例如: JP 2004300052 和J.Am.Chem.Soc.，1952，74、3818-3820 等。光气是一种极其危险的剧毒性气体，难于准确计量，工业化生产中存在安全隐患。氯甲酸对硝基苄酯热稳定性差，极易分解，不易于储存和运输。
1. 合成：
包括如下步骤：氯甲酸三氯甲酯或双(三氯甲基)碳酸酯与对硝基苯甲醇在缚酸剂作用下在有机溶剂中于-40～20℃反应，后处理得氯甲酸对硝基苄酯。具体实验操作如下：
（1）投料摩尔比为对硝基苯甲醇:双 (三氯甲基)碳酸酯:缚酸剂为 1:0.4:0.9，有机溶剂为二氯甲烷，其用量为对硝基苯甲醇质量的5倍。
（2）在装有温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和机械搅拌的 500m的四口烧瓶内，加入 48 g双(三氯甲基)碳酸、有机溶剂和1 g N，N二甲基甲酰胺，冰浴至0C~5℃，开启搅拌，溶解后，加入61.2g对硝基苯甲醇，然后开始滴加43.5 g N，N-二甲基苯胺在0℃~5℃下搅拌4 小时。反应完毕后将反应液慢慢滴加到 1200 g 石油醚中，放入冰柜中 24 小时。过滤，真空干燥，得浅黄色氯甲酸对硝基苄酯固体82 g，收95%，经检测纯度为99.5% (HPLC)，熔点为 31.0℃~32.0℃。
2. 应用：
（1）合成美罗培南侧链H
以4R-羟基-L-脯胺酸为原料，在碱性条件下与氯甲酸对硝基苄酯反应，得到氨基保护的4R-羟基-L-脯胺酸化合物2，经氯甲酸异丙酯活化化合物2的羧羟基后胺解所得中间体(3)，再将中间体(3)用甲基磺酰氯酰化得到化合物4，化合物4与硫代乙酸钾置换得到4-羟基构型反转的化合物5，化合物5经碱性水解得到美罗培南侧链H。
（2）高灵敏检测硝基还原酶
缺氧可以导致生物还原反应累积，大量还原酶过度表达，如醌还原酶、偶氮还原酶以及硝基还原酶(Nitroreductase，NTR)，其中，NTR近年获得了广泛关注。小分子荧光探针非常容易进入细胞，并能快速与NTR反应，因此，在NTR的实时、原位检测中应用广泛。此外，小分子荧光探针还具有良好的稳定性、灵敏度和选择性，用于荧光成像还可以保持生物样品完整性。
李天睿等人以2-乙酰基-6-甲氨基萘为荧光团，对硝基氯甲酸苄酯为识别域，设计合成一种新型双光子荧光探针 NNTR。基于单光子和双光子模式考察了NNTR探针的光学特性及其对硝基还原酶(NTR)的荧光响应，发现在NADH催化下，NNTR可与NTR(NTR)反应，5 min后，在单光子激发模式下，510 nm处的发射光强度增加了约350倍，而在双光子激发模式下，810 nm处的发射光强度增加了约500倍，活性截面积可达66 GM(1 GM =1×10-50 cm4·s/photon)。将NNTR探针用于NTR检测，检出限低至22 ng/m L，且具有反应速度快、选择性高、光学稳定性好等特点。新型双光子荧光探针 NNTR的合成路线如下：
（3） 合成碳青霉烯类抗生素厄他培南
以4R-羟基-L-脯氨酸(1)为原料，在碱性条件下与氯甲酸对硝基苄酯反应，得到氨基保护的4R-羟基-L-脯氨酸(3)。经氯甲酸异丙酯活化化合物3的羧羟基后胺解，所得中间体4用甲烷磺酰氯酰化得到化合物(5)。化合物5与硫代醋酸钾置换得到4-羟基构型反转的化合物(6)，化合物6经碱性水解，得到厄他培南侧链(7)。侧链7与培南母核MAP(12)反应，得到保护的厄他培南(13)，再经催化氢化可得到目的物厄他培南(14)。
参考文献：
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[2] 张义凤,陈昊,彭久合,等. 碳青霉烯类抗生素厄他培南的合成[J]. 中国药科大学学报,2007,38(4):305-310. DOI:10.3321/j.issn:1000-5048.2007.04.004.
[3] 李天睿,胡伟,刘志洪,等. 新型双光子荧光探针用于高灵敏检测硝基还原酶及细胞成像[J]. 分析化学,2018,46(10):1652-1659. DOI:10.11895/j.issn.0253-3820.181315.
[4]穆慧敏, 美罗培南侧链H的研制与开发. 天津市, 天津市敬业精细化工有限公司, 2009-07-02.
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