下载文档原格式
Cyclen 及其衍生物以及配合物的合成MG0424005 贾默1 概述自从上世纪60年代以来，人们已经对多氮杂大环化合物进行了广泛的研究，其中对大环胺类化合物1，4，7，10-四氮杂环十二烷（cyclen ）（图 1-1）研究最多[1]。
cyclen 及其衍生物之所以能激起人们持续的研究兴趣，是因为它们对金属离子有很强的配位能力，而且所形成的配合物有很多不同寻常的功能。
例如，cyclen 能用于医药[2]、酶模仿物[3]、金属阳离子提取[4]等不同方面，对cyclen 加以适当修饰后，其配位能力和所形成配合物的功能还可大为拓展。
目前，cyclen 衍生物最重要的应用是制备影像医学中必备的各种造影剂[5][6]，该领域中最典型的代表是Na[Gd(DOTA)(H 2O)] （DOTA 的结构见图 1-1）。
NH NHHN HNNNN N O OOHHOO O cyclen DOTA图 1-1 cyclen 和DOTA 的结构cyclen 环上四个亚氨基为制备各种N -取代衍生物提供了多种可能性。
合成cyclen 衍生物时，因取代位置差异难度各有不同。
N 1，N 4，N 7，N 10-四全同取代cyclen 衍生物可直接合成，部分N -取代或N -杂取代cyclen 的合成比较困难。
目前人们已设计出各种不同方法来选择性地对cyclen 进行N -取代，如用不同保护基团区别一个、两个或三个氮原子，待亚氨基被部分取代后，再将保护基在温和条件下除去等。
下面主要介绍cyclen 的合成、N 1，N 4，N 7，N 10-四全同取代、N 1-一取代及N 1，N 4，N 7-三取代cyclen 衍生物的常见合成方法。
2 合成cyclen 的不同方法 2.1 Stetter 合成法合成大环多胺的第一个通用方法是1957年由Stetter 和Marx 提出的[7]，随后Stetter 和Mayer 又报道了cyclen 的合成方法[8]。
简介：轮环藤宁cyclen及其衍生物对过渡金属阳离子、重金属阳离子、镧系和锕系离子，甚至对有机或无机阴离子都表现出选择性配位性质，其准确行为依赖于其上取代基的性质，这种多样性使它们在众多领域具有广泛的应用价值。
cyclen及其衍生物最重要的应用是制备影像医学中必备的各种造影剂，这方面的研究工作已有很多综述总结过，对它们与镧系Ln(Ⅲ)形成的配合物用作磁共振造影剂的可能性也已进行了广泛深入的研究，其中Na[Gd(DOTA)(H2O)]是最典型的代表，它始创于1980 年，已用于临床多年。
cyclen衍生物与重金属形成的配合物也可用作x射线造影剂。
在基础生物医学研究领域，cyclen及其衍生物也具有巨大的应用潜力，如Kimura等通过系统研究发现，Zn2+~cyclen配合物能选择性地与胸腺嘧啶和尿嘧啶结合，使含有这些碱基的核苷可以被双 Zn2+~cyclen配合物特异性地识别．基于这种性质可发展出人造磷酸酯受体，为探测、分离或运载在生物体内广泛存在并有重要生物意义的磷酸酯提供新方法。
1.1 产品标识符产品名称: 轮环藤宁1.2 鉴别的其他方法1,4,7,10-Tetraazacyclododecane1.3 有关的确定了的物质或混合物的用途和建议不适合的用途仅用于研发。
不作为药品、家庭或其它用途。
台州保隆 86-576-887028532. 危险性概述2.1 GHS-分类皮肤刺激(类别 2)；眼睛刺激(类别 2A)2.2 GHS 标记要素，包括预防性的陈述象形图，警示词，警告，危险申明：H315：造成皮肤刺激。
H319：造成严重眼刺激。
警告申明预防P264：操作后彻底清洁皮肤。
P280：穿戴防护手套/眼保护罩/面部保护罩。
响应P302 + P352：如皮肤接触：用大量肥皂和水清洗。
P305 + P351 +P338：如与眼睛接触，用水缓慢温和地冲洗几分钟。
如戴隐形眼镜可方便地取出，取出隐形眼镜，然后继续冲洗.P321：具体治疗(见本标签上提供的急救指导)。
1 引言叶绿素（Chlorophyll）是植物体内光合作用赖以进行的物质基础，广泛存在于高等植物的叶绿体中，是叶绿体中最为重要的一类光合色素。
早在1818年，Pellatier首先从植物中萃取得到一种绿色色素并命名为叶绿素。
1838年Berzelius报道了有关叶绿素的萃取方法。
到1864年Stoke又发现叶绿素并非单体，而是绿色色素的混合物。
但直到1906年，色谱法的发明者Tsvet才成功地从高等植物的叶绿体中分离出的叶绿素A和B。
随后在1993年Willstatter成功地阐明了叶绿素的结构，他因此获得1915年度的诺贝尔化学奖。
到了60年代，人们成功地人工合成叶绿素。
1.1叶绿素物化性质叶绿素是一类含镁卟啉衍生物的泛称，其中以叶绿素A和叶绿素B最为常见。
叶绿素的分子中都含有一个卟啉环，Mg2+取代了环内二氢并与4个N原子配位形成相应的金属配体。
除高等绿色植物叶绿体中含有比例3：1的叶绿素A和叶绿素B外，在多种藻类植物中还发现有叶绿素C类物质，包括叶绿素C1和C2两种成分。
此外，在红藻中则发现叶绿素D的存在。
叶绿素A和叶绿素B是蓝绿色的蜡状晶体，呈深绿及墨绿色油状或糊状物，略带异臭，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。
故常利用乳化剂制成具水分散性制剂。
相对分子质量分别为893和907，其中叶绿素A的熔点为150～153℃，叶绿素B的熔点为183～185℃。
天然叶绿素不稳定，对光和热敏感，易分解褪色。
在酸性条件下，叶绿素的卟啉环中心金属镁原子会被氢原子置换，生成暗绿色至绿褐色脱镁叶绿素。
从化学性质上讲，叶绿素是一种双羧酸酯，叶绿酸的两个羟基分别被甲醇(CH3OH)和叶绿醇(C20H38OH)酯化。
叶绿素a和叶绿素b的结构如图1,2。
叶绿素a和b的分子中的镁离子易被铜、铁、钻等离子取代而成为叶绿素衍生物(chlorophyllin)。
现在市售是将铜置换中心金属镁后成叶绿素铜，再将其制成水溶性叶绿素铜钠，或用铁置成叶绿素铁，再制成水溶性叶绿素铁钠等钠盐。
177Lu-DOTMP在荷瘤小鼠体内的生物分布和兔SPECT显像研究邓新荣;向学琴;李凤林;樊彩云;刘子华;陈阳;罗志福【摘要】以1,4,7,10-四氮杂环十二烷和亚磷酸为原料合成了1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四甲撑膦酸(DOTMP),并对其进行了177Lu标记；观察了1777Lu- DOTMP在骨转移癌模型鼠体内的生物分布,并对日本大耳白兔进行显像.荷瘤鼠体内的生物分布结果显示:177Lu- DOTMP可以选择性地在骨组织吸收,具有良好的靶向性,而且在血中清除较快,在其它脏器只有少量的摄取.日本大耳兔显像结果显示:177Lu -DOT-MP主要聚集于膀胱组织,即177Lu-DOTMP主要通过肾排泄；注射后22h骨骼放射性摄取明显,46 h骨骼中放射性积聚更多.以上结果表明,177Lu- DOTMP具有良好的骨靶向性,值得进一步研究.%Cyclend ,4,7,10-tetraazacyclododecane) and H3POS were used to synthesis DOT-MP (1, 4, 7, 10-tetraazacyclododecane-l, 4, 7, 10-Tetraaminomethylenephosphonate), and then DOTMP was labelled with l77Lu. The research of biodistributionof 177 Lu-DOTMP in model mice bearing S180 sarcoma and SPECT imaging in Japanese white rabbit were also carried out. The results of biodistribution of bearing S180 mice indicated that 177 Lu-DOTMP cleared rapidly from blood and was selectively delivered to target bone. The radioactivity uptake was mainly in bone and less in other organs and tissues. The results of SPECT imaging of Japanese white rabbit showed that the radioactivity was accumulated in bladder. l77Lu-DOTMP was mainly excreted by kidney. The uptake of the activity in the skeleton was observed significatantly within 22 h post-injection and it became quite significant at46 h post-injection. It indicated that177 Lu-DOTMP has good bone targeting and is worthy of further study.【期刊名称】《同位素》【年(卷),期】2012(025)003【总页数】5页(P160-164)【关键词】1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四甲撑膦酸(DOTMP);177Lu;荷瘤小鼠;生物分布;日本大耳白兔;SPECT显像【作者】邓新荣;向学琴;李凤林;樊彩云;刘子华;陈阳;罗志福【作者单位】中国原子能科学研究院同位素研究所,北京102413;中国原子能科学研究院同位素研究所,北京102413;中国原子能科学研究院同位素研究所,北京102413;中国原子能科学研究院同位素研究所,北京102413;中国原子能科学研究院同位素研究所,北京102413;中国原子能科学研究院核工业401医院核医学科,北京102413;中国原子能科学研究院同位素研究所,北京102413【正文语种】中文【中图分类】R817恶性肿瘤患者发生骨转移的几率较高，肿瘤转移到骨上，会出现伴随着骨质溶解性的骨破坏，其症状为骨痛、病理性骨折、脊椎压迫和高钙血症。
长春碱类药物的化学合成长春碱是一种重要的生物碱类药物，其化学合成过程涉及多个步骤和关键中间体。
下面将详细介绍长春碱的化学合成过程。
长春碱是一种典型的生物碱类药物，其结构包含一个呋喃环和一个喹啉环，是由两个环串联而成。
长春碱主要用于治疗胃肠道肿瘤和肺癌等多种肿瘤，具有良好的抗癌活性。
长春碱的化学合成过程可以分为四个关键步骤：合成喹啉化合物、制备中间体、构建呋喃环和总合成。
第一步是合成喹啉化合物。
喹啉化合物是长春碱合成的关键结构之一。
合成喹啉化合物的方法有多种，其中一种方法是通过二级胺与羧酸酐反应生成酰胺中间体，然后将中间体经过氧化还原反应得到喹啉化合物。
第二步是制备中间体。
长春碱的合成过程中有多个关键中间体，其中一个关键中间体是呋喃羧酸。
呋喃羧酸可以通过羧酸与酰氯反应生成酰胺中间体，然后通过还原和水解得到呋喃羧酸。
第三步是构建呋喃环。
呋喃环是长春碱分子中的另一个重要结构。
呋喃环的构建通常使用醛酮缩合反应，将酮化合物与醛化合物反应生成呋喃环中间体。
然后通过加热和酸催化的方法将呋喃环进一步合成为呋喃环酮。
第四步是总合成。
在得到所有的关键中间体之后，可以将它们进行串联和化学反应，最终合成长春碱。
这一步需要经过多个中间体的合成、反应条件的控制和结构的修饰，具有较高的难度。
总体来说，长春碱的化学合成涉及多个关键步骤和中间体的合成。
这些步骤和中间体的合成需要精确的实验条件和化学反应的控制。
长春碱的化学合成是一项复杂而重要的研究工作，对于研究人员来说具有一定的挑战性。
通过对长春碱的化学合成研究，可以为其药理作用的进一步探究提供重要的理论依据，并为其药物的开发和应用提供参考。
长春碱的化学合成是化学研究领域中的一个重要课题，对于深入理解生物碱类药物的化学性质和生物活性具有重要意义。
通过对长春碱的化学合成的研究，可以为其他生物碱类药物的合成和开发提供重要的参考和借鉴，进一步促进生物碱类药物的研究和应用。
莽草酸途径生物碱的生物合成莽草酸（Coniine）是一种生物碱，它的生物合成途径主要经过以下几个步骤：1. 赖氨酸（Lysine）途径：莽草酸的生物合成可以起始于赖氨酸。
首先，赖氨酸被δ-1-吡咯磷酸基转位酶（δ-1-pyrroline-5-carboxylate synthetase）催化转化为δ-1-吡咯磷酸（δ-1-pyrroline-5-carboxylate）。
接下来，经过一系列的反应，包括钳形酮酸合成酶（quinolinate synthetase）、羟乙酮酰辅酶A还原酶（2-oxovaleryl-CoA reductase）等催化，δ-1-吡咯磷酸逐渐转化为γ-羟基-δ-1-吡咯磷酸（γ-hydroxy-δ-1-pyrroline-5-carboxylate）。
2. γ-羟基-δ-1-吡咯磷酸途径：γ-羟基-δ-1-吡咯磷酸是莽草酸生物合成的重要中间体。
在这个途径中，γ-羟基-δ-1-吡咯磷酸首先由γ-羟基-δ-1-吡咯磷酸邻二羟基偶氮氧化酶（γ-hydroxy-δ-1-pyrroline-5-carboxylate N-oxidase）催化氧化为γ-氧代-5-脱氢赖氨酸（γ-hydroxy-γ-(5-oxo-L-norvalyl)-L-lysine）。
随后，γ-氧代-5-脱氢赖氨酸被γ-氧代-5-脱氢赖氨酸解氨酶（γ-hydroxy-γ-(5-oxo-L-norvalyl)-L-lysine deaminase）催化解氨，形成N-氧代-5-脱氢赖氨酸（N-oxidized 5-dehydropipecolic acid）。
最后，N-氧代-5-脱氢赖氨酸被吡咯红酮酸钠（piperideine-6-carboxylate dehydrogenase）催化还原，得到莽草酸。
总的来说，莽草酸的生物合成经历了赖氨酸途径的反应和γ-羟基-δ-1-吡咯磷酸途径的反应。
这些反应涉及了多个酶的催化作用，最终合成了莽草酸这种生物碱。
苯基环己酮合成方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该对苯基环己酮合成方法进行简要介绍，提供读者对该主题的基本了解。
以下是一个参考的概述部分内容：苯基环己酮（Phenylcyclohexanone，简称PCH）是一种重要的有机化合物，它在许多化学和生物学领域中具有广泛的应用。
它是一种色less to pale yellow的液体，具有独特的香气和化学性质。
由于其特殊的结构和反应性质，苯基环己酮在医药、香料、材料科学等领域中有着广泛的应用前景。
为了满足对苯基环己酮的需求，研究人员一直在探索高效、经济且环境友好的合成方法。
本文将介绍目前广泛使用的两种合成苯基环己酮的方法：Friedel-Crafts反应和酮醇互变反应。
Friedel-Crafts反应是一种经典的碳-碳偶联反应，广泛用于构建芳香环结构。
酮醇互变反应是一种通过醛或酮与醇之间的相互转化来合成酮化合物的方法。
通过比较两种方法的优缺点、适用范围和发展前景，本文旨在为苯基环己酮的合成提供参考和指导。
在接下来的章节中，将详细介绍苯基环己酮的重要性以及Friedel-Crafts反应和酮醇互变反应这两种合成方法的原理和具体步骤。
同时，将对这两种方法进行对比分析，探讨其在不同条件下的适用范围和优缺点。
最后，将展望苯基环己酮合成方法的发展趋势，并对整篇文章进行总结。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解苯基环己酮的合成方法及其应用前景，并为进一步的研究提供启示。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织和内容安排的介绍。
下面是可能的内容：在本文中，我们将探讨苯基环己酮的合成方法。
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将介绍本文的背景和研究意义。
我们会简要概述苯基环己酮的重要性，并介绍本文的目的和大纲。
最后，我们将总结引言部分，为接下来的正文做好铺垫。
正文部分将详细阐述苯基环己酮的合成方法。
首先，我们将阐述苯基环己酮的重要性，包括它在有机合成领域的应用和市场需求。
CAS: 294-90-6Taizhou Bolon Pharmchem Co,. Ltd 86-576-887028531,4,7,10-四氮杂环十二烷/Cyclen/ 轮环藤宁/ 294-90-6简述1,4,7,10-四氮杂环十二烷又名Cyclen / 轮环藤宁/ 大环胺，CAS：294-90-6，白色至类白色粉末。
cyclen及其衍生物最重要的应用是制备影像医学中必备的各种造影剂，对它们与镧系Ln(Ⅲ)形成的配合物用作磁共振造影剂的可能性也已进行了广泛深入的研究，其中Na[Gd(DOTA)(H2O)]是最典型的代表，它始创于1980年，已用于临床多年．cyclen衍生物与重金属形成的配合物也可用作x射线造影剂。
介绍中文名：1,4,7,10-四氮杂环十二烷别名：轮环藤宁英文名：1,4,7,10-Tetraazacyclododecane别名：cyclen分子式：C8H20N4分子量：172.27CAS：294-90-6熔点：108-113 ℃沸点：283.8°Cat760mmHg闪点：129.5°C蒸汽压：0.00309mmHgat25°C外观:白色至类白色针状结晶纯度: 99%min安全术语：S26 S36风险术语：R36/381,4,7,10-四氮杂环十二烷的源来多氮杂大环化合物cyclen及其衍生物对金属离子具有很强的配位能力，且所形成的配合物具有很多不同寻常的功能。
如，1,4,7,10-四氮杂环十二烷/cyclen能用于医药、酶模仿物、分离和运载气体金属阳离子提取等不同方面．如果对cyclen加以适当修饰，其配位能力和所形成配合物的功能还可大为拓展，如在生物医药中用作过渡金属、重金属、镧系和锕系金属的选择性配位剂等。
CAS: 294-90-6Taizhou Bolon Pharmchem Co,. Ltd 86-576-887028531,4,7,10-四氮杂环十二烷/Cyclen的合成方法有Stetter法、Richman-Atkins法、Weisman法、乙二醛缩合等方法。
Cyclen 及其衍生物以及配合物的合成MG0424005 贾默1 概述自从上世纪60年代以来，人们已经对多氮杂大环化合物进行了广泛的研究，其中对大环胺类化合物1，4，7，10-四氮杂环十二烷（cyclen ）（图 1-1）研究最多[1]。
cyclen 及其衍生物之所以能激起人们持续的研究兴趣，是因为它们对金属离子有很强的配位能力，而且所形成的配合物有很多不同寻常的功能。
例如，cyclen 能用于医药[2]、酶模仿物[3]、金属阳离子提取[4]等不同方面，对cyclen 加以适当修饰后，其配位能力和所形成配合物的功能还可大为拓展。
目前，cyclen 衍生物最重要的应用是制备影像医学中必备的各种造影剂[5][6]，该领域中最典型的代表是Na[Gd(DOTA)(H 2O)] （DOTA 的结构见图 1-1）。
NH NHHN HNNNN N O OOHHOO O cyclen DOTA图 1-1 cyclen 和DOTA 的结构cyclen 环上四个亚氨基为制备各种N -取代衍生物提供了多种可能性。
合成cyclen 衍生物时，因取代位置差异难度各有不同。
N 1，N 4，N 7，N 10-四全同取代cyclen 衍生物可直接合成，部分N -取代或N -杂取代cyclen 的合成比较困难。
目前人们已设计出各种不同方法来选择性地对cyclen 进行N -取代，如用不同保护基团区别一个、两个或三个氮原子，待亚氨基被部分取代后，再将保护基在温和条件下除去等。
下面主要介绍cyclen 的合成、N 1，N 4，N 7，N 10-四全同取代、N 1-一取代及N 1，N 4，N 7-三取代cyclen 衍生物的常见合成方法。
2 合成cyclen 的不同方法 2.1 Stetter 合成法合成大环多胺的第一个通用方法是1957年由Stetter 和Marx 提出的[7]，随后Stetter 和Mayer 又报道了cyclen 的合成方法[8]。
Stetter 法采用乙二胺二乙酰氯的二对甲苯磺酰胺衍生物与乙二胺在高度稀释条件下（~0.001 mol/dm 3）进行关环缩合，再经还原、去保护得到目标产物。
这种方法所需原料不易获得，而且是在高度稀释条件下进行，反应收率不高，不适于大量制备，所以现在已很少采用。
2.2 Richman-Atkins 合成法多年来人们最喜欢用Richman-Atkins 方法[24]来合成cyclen ，它已成为制备cyclen 的经典方法（路线图2-1）。
这一方法用二乙三胺和二乙醇胺分别经对甲苯磺酰化、成盐和关环、脱保护基、碱化萃取等5步制得cyclen 。
cyclen 盐酸盐用氢氧化钠中和至强碱性，再用氯仿萃取即可得到cyclen [9]。
在Kellogg 等工作的基础上[10]，Chavez 和Sherry 对Richman-Atkins 合成法进行了改进（路线图2-2）[11]：以N ，N-二甲基甲酰胺作溶剂，用1，4，7，10-四对甲苯磺酰基-1，4，7，10-四氮杂癸烷和1，2-二溴乙烷在碱金属碳酸盐存在下反应来制备四对甲苯磺酰基保护的cyclen ，从而省去把对甲苯磺酰胺制备成钠盐的步骤。
.4HClNN NNH H H6M .2H 2SO 497%2SO 4, NNN NTsTsTsN-Na+N -Na+Ts TsXN XTsNN NNH H H+X=OTs, OMs, Cl, Br, IHCl路线图2-1NNN N TsTsTsTsNN NHNHTsTsTsTsBrBr+K 2CO 3, DMF路线图2-2Richman-Atkins 合成法收率高，合成量大，是目前实验室制备cyclen 的主要途径之一。
但该方法实验步骤较多，保护和去保护耗费试剂量大，操作不便。
虽然最近又有人对后处理步骤进行了改动[12]，但整个过程并未得到明显简化。
2.3 Weisman 合成法Richman-Atkins 合成法在反应最后需要把四个对甲苯磺酰基除去，这不符合“原子节约（atom-economy ）”原则[13]。
注意到这个缺点，Weisman 等提出了一个合成cyclen 的新方法[14，15]，即二硫代草酰胺与三亚乙基四胺直接反应得到三环双脒，继而用氢化二异丁基铝（DIBALH ）进行双还原，环扩大后得到cyclen ，总产率为67% （路线图2-3）。
+N NNNHHHHS SNH 2H 2NNH NH 2NHNH 2NNNNCH 3Ph NaF, H 2O1) DIBALH,reflux 15 h 83%路线图2-3这个路线不需要保护基，两步完成，产物纯度高，在实验室尤其易于实现，与Richman-Atkins 合成法比较，溶剂需要量很适度。
该方法的缺点是初始原料二硫代草酰胺相当昂贵（41.30 US $ / 5 g ，Aldrich ），在反应中还会产生副产物硫化氢，还原步骤中使用的DIBALH 价格也比较贵（101.50 US $ / 100 g ，Aldrich ），而且对湿度很敏感，操作时须格外小心。
受这些因素限制，它只适于做小量合成（最多数克）。
2.4 乙二醛缩合法reflux, 24 h1)24 h 20℃-2Br 2, H 2O,24 h Na 2CO 3, DMACClCH 2CH 2Cl EtOH AcOH+NH NH NHNHN N NNOOOOOHOHHOHON NN NHH NH 2NH 2路线图2-4利用乙二醛缩合反应制备cyclen 的方法是以廉价的乙二胺和二水合乙二醛三聚体为初始原料反应生成1，4，5，8-四氮杂十氢萘，该中间物与双亲电试剂1，2-二氯乙烷在N ，N -二甲基乙酰胺（DMAC ）中反应得到四环衍生物，然后经氧化、水解得到cyclen （路线图2-4）[16]。
这个路线步骤较少，产率较高，符合“原子节约”的原则。
2.5 其它方法国内对cyclen 合成方法的研究比较少见，三亚乙基四胺与草酸二乙酯缩合关环，再用乙硼烷还原制备cyclen 是能检索到的仅有报道（路线图2-5）[17]：56%reflux 39%B 2H 6MeOH +NH NH NHNHOOOOEtOEtONHNHNH 2NH 2NH NH NHNH路线图2-53 cyclen 衍生物的合成方法3.1 N 1，N 4，N 7，N 10-四取代cyclen 衍生物的合成方法制备N 1，N 4，N 7，N 10-四全同取代cyclen 衍生物不需要特别保护，cyclen 直接与亲电试剂反应就能得到产物[18]。
如cyclen 盐酸盐在NaOH 水溶液中直接与稍多于4倍量的氯乙酸反应即得到N 1，N 4，N 7，N 10-四羧甲基-1，4，7，10-四氮杂环十二烷（DOTA ）[19]。
3.2 N 1-一取代和N 1，N 4，N 7-三取代cyclen 衍生物的合成方法制备N 1-一取代和N 1，N 4，N 7-三取代cyclen 衍生物的方法彼此相关，因为得到一取代衍生物的其中一种方法就是先通过N 1，N 4，N 7-三取代将cyclen 进行部分保护，再连结欲接的取代基团。
cyclen 的选择性单取代主要通过两种方法来实现：（1）用适当的亲电试剂对过量cyclen 直接进行取代；（2）先对cyclen 进行选择性保护，然后再完成取代和去保护步骤。
（1）直接取代制备cyclen 一取代衍生物最简单的方法是用大大过量的cyclen 与亲电试剂反应，直接生成一取代衍生物。
如用5倍量的cyclen 与氯甲基吡啶反应，在110℃的DMF 中反应，或在乙醇和LiOH 存在下与适当的卤代羧酸反应，以较高产率得到相应的N 1-一取代衍生物[20]。
但这种方法需要消耗大量昂贵的cyclen ，若后续回收不完全，会造成较大浪费。
Kruper 等提出了一种直接制备N 1-一取代cyclen 的方法：等量的cyclen 和有位阻的亲电试剂在非极性、疏质子溶剂（如CH 2Cl 2或CHCl 3）中反应，以70%~80%的产率选择性地得到N 1-一取代cyclen 一卤化氢盐（路线图 3-1）。
非极性、疏质子溶剂是实现选择性的关键。
但这种方法对带有特殊官能团且活性较小的溴化物或烃基溴化物来说难以维持高产率。
NN NNH HHCHCl 3NN NNH H R .HXRX+路线图 3-1最近报道的一种直接制取N 1-一取代cyclen 衍生物的方法是以超过理论量近一倍的cyclen 与烃基化试剂在乙腈溶剂中反应，以较高产率得到N 1-一取代衍生物（路线图 3-2）[21]。
传统的直接取代法要使用大大过量于烃基化试剂的cyclen （5~10倍），相比之下，这一方法的突出优点是cyclen 用量较小，另外，不需要特殊试剂，反应条件温和也是它的优点，如果要向环中引入对pH 、温度或催化剂敏感的有机和生物有机基团，更能显出优势。
NH NH NHNR30.4~0.5 equiv. of alkylating reagents 22NH NHNH NH路线图 3-2（2）经保护-去保护步骤取代基于临时性氮保护基的合成策略能避免过度取代的困难[22]，因此更加通用。
选择性保护cyclen 一个或三个氮原子的方法很多，被保护的cyclen 经进一步取代和去保护，就可得到N 1-一取代或N 1，N 4，N 7-三取代cyclen 衍生物。
甲酰基是广泛用于单保护cyclen 的保护基。
N 1-甲酰基cyclen 的合成非常简单。
cyclen 与N ，N -二甲基甲酰胺（DMF ）-乙醛缩二甲醇（DMA ）反应得到一个三保护物种，低温下它在水和乙醇混合液中水解定量形成单保护N 1-甲酰基cyclen （路线图 3-3）。
N 1-甲酰基可轻易地经酸性水解（硫酸和盐酸）除去[23]。
NNHNHNHNN NN HOH H HH DMF-DMCEtOH, H 2O路线图 3-3各种N 1，N 4，N 7-三保护的cyclen 已在文献中提及，下面是常见的几种：R=B, P(O), Co(CO)6, Mo(CO)6HNNNN R NNN HNTsTs TsHNN NNCbz CbzCbza b c d图 3-1 三保护的 cyclencyclen 与DMF-DMA 在苯中反应得到三环三保护衍生物（图3-1a ），因为这种中间体对水、酸和碱性溶剂很敏感，进一步取代必须在中性无水条件下进行。
如路线图 1-3所示，这种三环中间体也能被部分水解从而得到单保护的N 1-甲酰基cyclen 。
N 1，N 4，N 7-三对甲苯磺酰基保护的cyclen （图3-1b ）早已制得[24]，但去保护条件苛刻（浓硫酸，100℃或钠/锂，液氨），很多功能基难以承受。
