1-(4-溴苯基)吡咯烷:性质、操作及实验室应用
1-(4-溴苯基)吡咯烷:性质、操作及实验室应用
1-(4-溴苯基)吡咯烷是一种多功能芳基溴构建模块,作为富电子4-(吡咯烷-1-基)苯基结构单元的来源,广泛应用于钯催化交叉偶联反应及药物化学研究项目。
- CAS号
- 50777-97-4
- 分子式
- C₁₀H₁₂BrN
- 分子量
- 226.11 g/mol
- 外观
- 淡黄色至类白色固体或低熔点固体
- 关键官能团
- 芳基溴、叔胺(吡咯烷)
- 主要应用
- 有机及药物化学中的交叉偶联底物和合成中间体
- 储存条件
- 密封存放于阴凉、干燥、避光处;防潮
化学特性与结构特征
1-(4-溴苯基)吡咯烷(CAS 50777-97-4)由吡咯烷环通过其氮原子连接至溴苯环的对位构成。分子式为C₁₀H₁₂BrN,分子量约为226.11 g/mol。该化合物具有两个互补的活性位点:(1)芳基C–Br键,是过渡金属催化交叉偶联反应(如Suzuki–Miyaura、Buchwald–Hartwig及Kumada偶联)的优良亲电伴侣;(2)叔胺吡咯烷氮,通过共振效应向苯环提供显著的给电子特性,提高环上邻位和对位的电子密度。这种电子活化作用使其区别于简单芳基溴化物,并可影响C–Br键在氧化加成中的反应活性,以及衍生中间体和产物的理化性质(如亲脂性、碱性)。由于不含N–H官能团,该化合物与仲胺相比,对氧化降解途径的敏感性较低。
合成应用及作为构建模块的作用
1-(4-溴苯基)吡咯烷的芳基溴位点使其成为现代药物发现和材料科学领域多种过渡金属催化转化反应中应用广泛的亲电伴侣:
- Suzuki–Miyaura偶联:在Pd催化剂和碱的存在下,与芳基或杂芳基硼酸/硼酸酯反应,生成含富电子4-(吡咯烷基)苯基基团的联芳烃。
- Buchwald–Hartwig胺化:C–Br键可与伯胺或仲胺发生Pd催化C–N键形成反应,实现二芳基胺骨架的快速组装。
- Negishi和Kumada偶联:在Pd或Ni催化下,与有机锌试剂和格氏试剂相容,用于C–C键构建。
- 定向C–H官能团化:富电子苯环在与适当定向基团或催化剂结合时,可参与定向或非定向C–H活化序列。
- 药物化学:吡咯烷基苯基结构单元是CNS活性化合物和激酶抑制剂中常见的药效团;该构建模块可实现对此类骨架的高效SAR探索。
研究人员应注意,与电中性或缺电子芳基溴化物相比,给电子吡咯烷基团可能降低氧化加成速率,因此应相应优化催化剂和配体的选择。
安全操作、储存与废弃处置
危害概述:1-(4-溴苯基)吡咯烷是一种含有机胺的芳基溴化物。由于来源材料中未提供该化合物的已发布安全数据表(SDS),研究人员应遵循适用于活性芳基溴化物和叔胺的标准预防原则。使用前请务必查阅供应商SDS。
个人防护装备(PPE):佩戴化学防溅安全护目镜、丁腈手套和实验服。称量或处理纯品时,应在通风良好的通风橱中操作,以减少粉尘或蒸气的吸入。
储存:置于密封容器中,储存于阴凉(15–25°C)、干燥、避光处,远离强氧化剂和潮湿环境。勿与强酸或氧化剂共存储。在适当条件下,该化合物预期可长期稳定;但建议定期通过TLC、HPLC或NMR进行纯度检测。
溢出处理:用惰性吸附材料(如蛭石或干砂)控制溢出物。避免产生粉尘。收集后转移至密封、贴标签的废弃物容器中。用水清洗受影响区域,随后使用适当洗涤剂处理。
废弃处置:按照地方、区域和国家化学废弃物法规进行处置。勿排入下水道、水体或环境中。
质量、纯度及分析验证
对于研究应用,特别是药物化学和工艺化学中的应用,强烈建议在使用前验证1-(4-溴苯基)吡咯烷的纯度和鉴别。以下分析技术被广泛采用:
- ¹H NMR光谱:特征信号包括:芳香质子在7.1–7.4 ppm区域呈现AA'BB'体系(两组双峰),以及吡咯烷脂肪族CH₂质子约在1.9–2.0 ppm(β-CH₂)和3.2–3.3 ppm(α-CH₂,邻近氮原子)处出现。确切化学位移可能随溶剂不同而变化。
- ¹³C NMR光谱:含氮取代基的ipso碳和溴原子的预期信号、芳香CH碳及脂肪族环碳提供诊断性特征峰。
- HPLC(反相):研究级材料的纯度评估通常≥95%(面积%)。LC-MS可同时确认分子量(预期[M+H]⁺在m/z 226/228处,反映⁷⁹Br/⁸¹Br同位素模式)。
- 熔点:与文献值或分析证书(CoA)数据对比验证,可确认鉴别并检测明显杂质。
- Karl Fischer滴定:若计划进行对水分敏感的下游反应(如有机锂化学),建议测定水分含量。
使用前请务必向Aladdin Scientific索取并审阅分析证书(CoA)。若纯度或鉴别不符合实验要求,请联系技术支持。
常见问题
1-(4-溴苯基)吡咯烷适用于哪些过渡金属催化反应?
1-(4-溴苯基)吡咯烷凭借其活性芳基C–Br键,非常适合作为Suzuki–Miyaura、Buchwald–Hartwig、Negishi和Kumada交叉偶联反应中的亲电偶联伴侣。在选择钯催化剂和膦配体体系时,应考虑给电子吡咯烷基团的影响,因为它会影响氧化加成速率。
应如何储存1-(4-溴苯基)吡咯烷以维持其稳定性?
该化合物应储存于密封容器中,置于阴凉(15–25°C)、干燥、避光条件下,远离潮湿和强氧化剂。对于长期储存的样品,建议定期通过HPLC或NMR进行纯度验证,以确保材料仍符合使用要求。
使用前如何确认该化合物的鉴别和纯度?
查阅Aladdin Scientific提供的分析证书(CoA)以获取批次特定纯度数据。可通过¹H NMR(检查特征芳香AA'BB'模式和吡咯烷CH₂信号)及反相HPLC纯度测定进行独立验证。LC-MS确认m/z 226/228处的[M+H]⁺同位素模式是一种快速可靠的鉴别方法。
1-(4-溴苯基)吡咯烷对空气和水分敏感吗?
作为叔芳基胺,1-(4-溴苯基)吡咯烷通常比伯芳基胺或仲芳基胺对空气和水分更稳定。尽管如此,良好的实验室规范要求将该化合物密封干燥储存,并在通风橱中操作。对于高度敏感的下游反应,建议采用惰性气氛(N₂或Ar)操作技术。
处理该化合物时建议使用哪些个人防护装备?
研究人员至少应佩戴化学防溅安全护目镜、丁腈手套和实验服。所有称量和操作纯品的工作均应在通风良好的通风橱中进行。开始工作前,请查阅供应商SDS以获取全面的危害和急救信息。
参考文献
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chem. Rev. 1995, 95, 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
- Hartwig, J. F. Evolution of a Fourth Generation Catalyst for the Amination and Thioetherification of Aryl Halides. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1534–1544. doi:10.1021/ar800098p
- Aladdin Scientific. Product Certificate of Analysis: 1-(4-Bromophenyl)pyrrolidine, SKU B151811. Aladdin Scientific, Shanghai.
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
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