常见问题(FAQs)

2,4-二氯嘧啶:性质、用途及常见问题

2,4-Dichloropyrimidine是一种多功能卤代杂环构建模块,在药物化学和材料科学领域被广泛用于合成药物、农用化学品及功能性有机分子。

CAS号
3934-20-1
分子式
C₄H₂Cl₂N₂
分子量
148.98 g/mol
外观
白色至类白色结晶固体
熔点
约61–64 °C(文献值)
关键反应活性
优先在C-4位发生选择性亲核芳香取代反应
Aladdin货号
D103228

什么是2,4-二氯嘧啶,为何它如此重要?

2,4-二氯嘧啶(CAS 3934-20-1)是一种六元含氮杂环化合物,在嘧啶环的2位和4位各含有一个氯取代基。两个环氮原子的吸电子性使芳香体系富含缺电子特性,从而使连接氯取代基的碳原子极易受到亲核试剂的进攻。

该化合物是药物化学、农用化学品及材料科学领域的重要合成构建模块。其两个具有差异化反应活性的C–Cl键使化学家能够以逐步、可控的方式引入两种不同的化学基团,为构建复杂杂环骨架提供了极大的合成灵活性。

化学反应活性与选择性

亲核芳香取代(SNAr):2,4-二氯嘧啶的主要反应为SNAr。C-4位氯原子对胺、烷氧基负离子和硫醇盐等亲核试剂的反应活性通常高于C-2位氯原子。这种选择性源于C-4位在形成Meisenheimer络合物中间体时,能够同时被两个环氮原子更有效地稳定。

逐步官能化:化学家通常利用这种差异化活性,首先在温和条件下取代C-4位氯原子,再在更剧烈的条件下活化并取代C-2位氯原子,从而实现不对称2,4-二取代嘧啶的合成。

交叉偶联反应:两个C–Cl键均可参与过渡金属催化的交叉偶联反应(如Suzuki-Miyaura、Buchwald-Hartwig),进一步拓宽了该构建模块的合成应用范围。

在药物发现与合成中的应用

嘧啶骨架在具有生物活性的分子中普遍存在,而2,4-二氯嘧啶是进入该化学空间最常用的起始原料之一。典型应用包括:

  • 激酶抑制剂合成:许多临床相关的激酶抑制剂含有2,4-二氨基嘧啶或相关核心骨架,可通过2,4-二氯嘧啶的逐步胺化反应获得。
  • 抗病毒和抗菌药物:嘧啶环是核碱基类似物及相关治疗药物的核心结构特征。
  • 农用化学品:含有二取代嘧啶环的除草剂和杀菌剂已以该化合物为前体制备。
  • 功能材料:由该构建模块合成的嘧啶基配体被用于配位化学和有机电子学领域。

操作、储存与安全

操作注意事项:2,4-二氯嘧啶应在通风良好的通风柜中操作。操作全程须佩戴适当的个人防护装备(PPE),包括耐化学品手套、防护眼镜和实验服。避免吸入粉尘或蒸气,防止与皮肤、眼睛和衣物接触。

储存:将化合物储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的区域,远离强碱、强氧化剂和潮湿等不相容物质。通常建议在2–8 °C或室温下于惰性气氛中储存,以保持长期稳定性。请查阅产品专用安全数据表(SDS)以获取经确认的储存条件。

废弃处理:按照地方、地区及国家法规处置废弃物。未经机构环境健康与安全(EHS)部门许可,请勿将废液倒入下水道。

纯度、规格与质量保证

对于研究应用,2,4-二氯嘧啶的纯度和规格对于实验结果的重现性至关重要。Aladdin Scientific以明确的纯度规格供应该化合物(货号:D103228)。以下分析方法常用于验证2,4-二氯嘧啶的身份和纯度:

  • GC或HPLC:通过面积归一化法测定化学纯度。
  • ¹H和¹³C NMR:确认结构身份并检测杂质或异构体。
  • 熔点:与文献值(约61–64 °C)比较,作为常规身份核查。
  • 元素分析或质谱:提供分子式确认。

订购时请务必索取对应批次的分析证书(CoA),以确认材料符合您的实验要求。

常见问题

2,4-二氯嘧啶中C-2和C-4位氯原子的反应活性有何差异?

C-4位氯原子对亲核芳香取代(SNAr)的反应活性高于C-2位氯原子。这种选择性源于C-4位形成的阴离子Meisenheimer络合物能够被相邻的两个环氮原子更有效地稳定。化学家通常利用这种差异实现对两个位置的逐步、选择性官能化。

2,4-二氯嘧啶能否用于钯催化的交叉偶联反应?

是的,2,4-二氯嘧啶中的两个C–Cl键均可参与过渡金属催化的交叉偶联反应,包括Suzuki-Miyaura反应(与硼酸)、Buchwald-Hartwig反应(胺化)及相关转化。通过合理选择催化剂、配体、碱和反应温度,可以实现对两个位置的选择性控制。

应如何储存2,4-二氯嘧啶以保持其稳定性?

2,4-二氯嘧啶应储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的区域,远离水分、强碱和氧化剂。通常建议在2–8 °C下于惰性气氛中储存,以确保长期稳定性。请务必参阅产品专用安全数据表(SDS)和分析证书(CoA)以获取经确认的储存条件。

哪些亲核试剂可与2,4-二氯嘧啶反应,反应条件是什么?

伯胺、仲胺、烷氧基负离子和硫醇盐是与2,4-二氯嘧啶发生SNAr反应的常用亲核试剂。C-4位的胺取代通常在室温或温和加热条件下进行,常使用极性非质子性或质子性溶剂,有无碱均可。C-2位的取代通常需要更剧烈的条件,如较高温度或更强的亲核试剂。

2,4-二氯嘧啶是否用于激酶抑制剂的合成?

是的,2,4-二氨基嘧啶基团是众多激酶抑制剂的核心药效团,而2,4-二氯嘧啶是获取该骨架的主要合成前体。通过与适当胺类配对进行连续的SNAr反应,可以高效构建许多候选药物和已上市药物中存在的2,4-二氨基嘧啶核心结构。

参考文献

  1. March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. Wiley, 5th ed. — General SNAr reactivity of halopyrimidines.
  2. Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry. Blackwell Science, 5th ed. — Pyrimidine chemistry and reactivity.
  3. Aladdin Scientific Product Page: 2,4-Dichloropyrimidine, SKU D103228. https://www.aladdin-e.com

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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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《2,4-二氯嘧啶:性质、用途及常见问题》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月9日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/2-4-dichloropyrimidine-properties-uses-faqs.html
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