背景及概述
1,4,8,11-四氮杂环十四烷，英文简称Cyclam，CAS号295-37-4，分子量200.32，是一种经典的大环多胺类配体化合物，分子结构为十四元环且含四个对称氮原子，配位能力极强，是配位化学、医药、催化领域的关键中间体。
特性及主要用途
1,4,8,11-四氮杂环十四烷常温下为白色至类白色结晶性粉末，熔点184-186℃，易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂，微溶于氯仿、乙醚，具有强碱性，能与酸反应生成盐，常温稳定性较好，密闭储存可长期保存。其独特的大环空腔结构，可与过渡金属、稀土金属离子形成稳定螯合物，配位选择性突出。
配位化学中1,4,8,11-四氮杂环十四烷用作核心配体，用于金属配合物合成、离子分离与检测；医药领域1,4,8,11-四氮杂环十四烷作为造影剂、抗肿瘤药物载体，利用其螯合特性实现金属离子靶向递送；催化领域可制备金属催化剂，用于有机合成反应；1,4,8,11-四氮杂环十四烷还可用于放射性核素螯合、水处理重金属去除等场景。
制备工艺
工业制备1,4,8,11-四氮杂环十四烷多以乙二胺与二卤代烷烃为原料，采用高度稀释缩合工艺。在碱性缚酸剂存在下，控制低浓度条件进行分子间环化反应，避免聚合副产物生成；反应结束后经萃取、浓缩、重结晶提纯，制得高纯度1,4,8,11-四氮杂环十四烷。该工艺是主流合成路线，虽需控温控浓度，但产物纯度高、适合批量生产。
参考文献[1]报道，取1,4,8,11-四对甲苯磺酰基-1,4,8,11-四氮杂环十四烷（13 mmol），溶于90%浓硫酸中，于100℃搅拌反应48小时，随后冷却至0℃。向反应液中依次滴加无水乙醇（120 mL）、无水乙醚（100 mL），析出固体后过滤；滤饼用少量无水乙醇、无水乙醚洗涤，真空干燥。将所得类白色固体溶于1 mol/L氢氧化钠水溶液（90 mL），用氯仿萃取三次（每次100 mL）；氯仿层经无水硫酸钠干燥过夜，减压蒸除氯仿，真空干燥，得到白色固体产物；甲苯重结晶后，制得1,4,8,11-四氮杂环十四烷2.2 g，收率85%。质谱MS[M]+=200.3 m/e；氢核磁共振谱H-NMR（400 MHz，氘代氯仿）δppm：1.72（三重峰，4H），2.23（单峰，4H），2.68（单峰，8H），2.75（三重峰，8H）。
图1 1,4,8,11-四氮杂环十四烷的合成反应式
安全信息
安全与储运方面，1,4,8,11-四氮杂环十四烷呈强碱性，对皮肤、眼睛、呼吸道有刺激性，属于低毒化学品。储运需密封防潮，置于阴凉干燥处，远离强酸、氧化剂；操作全程佩戴护目镜、防腐手套，避免直接接触与吸入粉尘，若接触黏膜需立即用大量清水冲洗，废弃物料按危废规范处置。
参考文献
[1]Current Patent Assignee: BEIJING MOLIKE SCIENCE AND TECHNOLOGY - EP2163553, 2010, A1.Location in patent: Page/Page column 18-19.