2-(2,7-二氯-9H-芴-4-基)环氧乙烷:性质与实验指南
2-(2,7-二氯-9H-芴-4-基)环氧乙烷:性质与实验指南
2-(2,7-二氯-9H-芴-4-基)环氧乙烷是一种含卤素的芴基环氧乙烷构建模块,因其活泼的环氧环及两个吸电子环氯取代基,在有机合成中具有重要应用价值。
- 化学名称
- 2-(2,7-二氯-9H-芴-4-基)环氧乙烷
- 货号
- D193785
- 核心骨架
- 9H-芴,2位和7位带有氯取代基,4位连接环氧乙烷环
- 官能团
- 环氧基(环氧乙烷)——在温和条件下对亲核试剂高度活泼
- 分子框架
- 含两个氯原子和一个张力三元环氧环的三环芳香芴稠环体系
- 供应商
- 阿拉丁科学
化学结构与主要性质
2-(2,7-二氯-9H-芴-4-基)环氧乙烷(货号D193785)以9H-芴三环芳香骨架为基础,2位和7位被氯原子取代,4位侧链连接环氧乙烷(环氧)环。芴核是由两个苯环与中央五元碳环稠合而成的刚性平面多环芳香体系,具有优异的π共轭性和结构刚性。
2位和7位的两个氯取代基通过诱导效应和较弱的共轭效应对芳香体系产生吸电子作用,调节环的电子密度,并影响所连环氧基的反应活性。环氧乙烷环是高度张力的三元杂环,其紧邻氧原子的碳原子具有固有的亲电性,易于被胺、硫醇、醇类及有机金属试剂等多种亲核试剂开环。
刚性芴骨架、吸电子氯基与活泼环氧基团的组合,使该化合物成为高级有机合成和材料科学研究的多功能构建模块。
合成与操作指南
合成背景:芴系芳基环氧化合物通常通过以下方式制备:用过酸(如间氯过氧苯甲酸,mCPBA)或其他亲电氧转移试剂对相应乙烯基取代芴前体进行环氧化,或通过Corey–Chaykovsky类反应对相应醛进行转化。本化合物的具体合成路线应参考制造商文件或一次文献加以确认。
储存:含环氧基的化合物通常应储存于阴凉、干燥、通风良好的环境中,远离水分、热源及可能催化环氧开环的强亲核试剂或酸。建议在惰性气氛(氮气或氩气)保护下低温保存,以最大程度延长储存期限。请务必查阅阿拉丁科学提供的产品专属安全数据表(SDS)以获取精确的储存条件。
操作注意事项:与所有活性环氧化合物及卤代芳烃一样,操作时应穿戴标准实验室个人防护装备(PPE),包括丁腈手套、安全护目镜和实验服。应在通风良好的通风橱中操作,避免产生粉尘或气溶胶。在获得完整毒理学数据之前,应将该化合物视为潜在刺激物并谨慎处理。
溶解性:卤代芴衍生物通常可溶于常见有机溶剂,如二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃(THF)、二甲基亚砜(DMSO)和二甲基甲酰胺(DMF)。由于疏水性芳香核的存在,预计其水溶性较低。在检测条件下使用前,应通过实验验证溶解性。
研究应用
2-(2,7-二氯-9H-芴-4-基)环氧乙烷在多个研究领域可作为多功能中间体和构建模块:
- 有机合成:亲电性环氧环可与多种亲核试剂发生开环反应,从而在芴骨架上引入氨基、羟基、硫基或碳基取代基,为药物化学和材料研究提供功能化芴衍生物库。
- 材料科学与有机电子学:芴衍生物是有机发光二极管(OLED)、有机光伏(OPV)及共轭聚合物骨架的成熟组成部分。卤素取代基可通过金属催化交叉偶联反应(如Suzuki、Negishi或Buchwald–Hartwig偶联)进一步官能化,从而构建复杂的π共轭结构。
- 药物化学:芴基骨架已被作为药效基团进行研究,含环氧基的化合物可用作共价弹头或合成生物活性分子的中间体。双氯取代基可调节亲脂性和代谢稳定性等理化性质。
- 交叉偶联化学:在适当条件下,2位和7位的芳基氯键可作为钯或镍催化交叉偶联反应的有效官能团,在环氧基衍生化后进一步扩展芴核的多样性。
质量、纯度与法规注意事项
纯度与规格:阿拉丁科学提供具有明确纯度规格的研究级试剂。研究人员在将D193785用于灵敏检测或放大合成前,应查阅每批次产品附带的分析证书(CoA),确认纯度(通常通过HPLC、GC或NMR评估)、结构鉴定(质谱或NMR确认)及残留溶剂含量。
法规状态:卤代芳香环氧化合物可能受当地化学品安全法规约束。研究人员在订购或进口前,应核实该化合物是否列于所在辖区适用的受限物质清单。使用前请查阅安全数据表(SDS)以了解GHS危险分类。
质量控制建议:对于关键应用,建议在实验室内通过NMR或质谱独立验证结构和纯度。应定期监测环氧基的稳定性,尤其是在室温储存或接触外来水分的情况下,因为可能发生缓慢水解生成相应二醇的反应。
常见问题
2-(2,7-二氯-9H-芴-4-基)环氧乙烷的CAS号和分子式是什么?
2-(2,7-二氯-9H-芴-4-基)环氧乙烷(D193785)的确切CAS号和分子式应直接通过阿拉丁科学产品页面或分析证书确认,因为所提供的来源数据中未包含这些具体数值。该化合物由二氯芴核心与所连环氧乙烷环构成,这一特征体现在其系统IUPAC命名中。
在合成中如何选择性地开环该化合物的环氧基?
环氧开环的区域选择性取决于亲核试剂的性质和反应条件。在酸性条件下,亲核进攻倾向于发生在取代度较高(苄基)的碳上;而在碱性或中性条件下,进攻通常发生在位阻较小的碳上。对于一个碳为苄基的芳基环氧化合物,软亲核试剂在碱性条件下通常优先进攻取代度较低的碳。请参阅芳基环氧开环反应的一次文献,以获取适用于类似芴环氧底物的实验方案。
芳基氯基团能否用于钯催化的交叉偶联反应?
是的,当使用足够活性的催化剂体系(如促进C–Cl键氧化加成的大位阻膦配体或NHC配体)时,芳基氯是钯催化交叉偶联反应(如Suzuki–Miyaura、Negishi或Buchwald–Hartwig偶联)的可用底物。若计划在环氧衍生化之前进行交叉偶联,研究人员应确保反应条件与环氧基相容;或者先对环氧基进行官能化,再进行交叉偶联。
推荐使用哪些溶剂溶解D193785用于反应?
根据卤代芴衍生物的一般性质,D193785预计可良好溶于极性非质子溶剂和卤代溶剂,如二氯甲烷、氯仿、THF、DMF和DMSO。应谨慎使用质子溶剂和水,因为外来水分或酸碱条件可能促进环氧环水解。使用前请务必通过实验验证您所用批次的溶解性。
参考文献
- Aladdin Scientific product page for 2-(2,7-Dichloro-9H-fluoren-4-yl)oxirane, catalog number D193785.
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 4th ed.; Wiley: New York, 1992. (General reference for epoxide ring-opening reactions and fluorene chemistry.)
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chem. Rev. 1995, 95, 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
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