2-氨基-3-溴-5-氯苯腈:操作与使用规程
2-氨基-3-溴-5-氯苯腈:操作与使用规程
2-Amino-3-Bromo-5-chlorobenzonitrile是一种多官能团卤代芳香族构建单元,被广泛用作合成药物、农用化学品和功能性有机材料的关键中间体。
- 化学名称
- 2-氨基-3-溴-5-氯苯甲腈
- 分子式
- C7H4BrClN2
- 分子量
- 231.47 g/mol
- 关键官能团
- 伯胺(–NH2)、腈基(–CN)、溴(–Br)、氯(–Cl)
- 储存条件
- 储存于阴凉、干燥、通风良好处,避光防潮;长期储存建议温度2–8 °C
- 推荐溶剂
- 二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷、乙酸乙酯
- 产品编号
- A729818
概述与化学性质
2-氨基-3-溴-5-氯苯甲腈(CAS号待确认,请参阅审核标记)是一种三取代苯甲腈,芳环上同时含有邻位氨基、溴取代基和氯取代基。吸电子腈基和卤素基团与供电子氨基的共存,使该化合物形成高度极化的芳香体系,从而成为一种多用途双官能团试剂。氨基可用于缩合、酰化和环化反应,而溴和氯取代基则适合进行过渡金属催化的交叉偶联反应,如Suzuki–Miyaura、Buchwald–Hartwig和Negishi偶联。腈基还可水解为羧酸或还原为胺,进一步拓展了该构建单元的合成用途。
安全与操作注意事项
使用2-氨基-3-溴-5-氯苯甲腈前,请查阅Aladdin Scientific提供的安全数据表(SDS)。请遵守以下注意事项:
- 个人防护装备(PPE):始终佩戴耐化学品手套(推荐丁腈手套)、实验服和安全护目镜。若在通风橱外操作,请佩戴配有有机蒸气滤芯的半面罩式呼吸器。
- 通风:所有称量、溶解和反应步骤均须在经认证的化学通风橱内进行,以防止吸入粉尘或蒸气。
- 皮肤和眼睛接触:若皮肤或眼睛接触该物质,应立即用大量清水冲洗至少15分钟,并就医。
- 废物处置:卤代芳香胺须作为危险化学废物处置,须符合当地法规,请勿倒入下水道。
- 不相容性:远离强氧化剂、强酸和强碱。氨基在苛刻条件下容易被氧化。
分步实验方案:溶液配制
以下方案描述了适用于合成或分析应用的储备液的配制方法:
- 恢复至室温:从冷藏环境中取出试剂瓶,在打开前于室温(约20–25 °C)平衡15–30分钟,以防止固体上出现水汽凝结。
- 去皮:将干净、干燥的玻璃小瓶或圆底烧瓶置于分析天平上,归零去皮。
- 称量化合物:使用微型刮刀,将所需量的2-氨基-3-溴-5-氯苯甲腈转移至已去皮的容器中,记录精确质量。若配制10 mL DMSO中10 mM的储备液,约称取23.1 mg化合物。
- 加入溶剂:加入约为最终目标体积80%的无水DMSO(或DMF),盖好瓶盖,涡旋或超声2–5分钟,直至完全溶解。该化合物预期可在极性非质子溶剂中顺利溶解。
- 调整至终体积:将溶液转移至容量瓶中,用同一溶剂定容至终体积,充分混匀。
- 必要时过滤:若观察到颗粒物,使用0.22 µm PTFE注射器滤膜过滤。
- 标记和储存:在储备液上标注化合物名称、浓度、溶剂、配制日期及配制者姓名缩写。若不立即使用,于–20 °C惰性气氛(氩气或氮气)下保存,并在SDS推荐期限内使用。
典型合成应用
2-氨基-3-溴-5-氯苯甲腈是构建复杂杂环和碳环骨架的多功能平台。典型应用包括:
- Suzuki–Miyaura交叉偶联:C–Br键(相比C–Cl键对氧化加成更具反应活性)可使用钯催化剂(如Pd(PPh3)4或Pd(dppf)Cl2)及芳基或乙烯基硼酸在碱(K2CO3、Cs2CO3)和水-有机混合溶剂体系中进行选择性官能化。
- 环化合成杂环:氨基邻位腈基所构成的1,2-二胺等价基序,可在适当条件下发生分子内环化,形成苯并咪唑、喹唑啉或邻氨基苯甲酸衍生物骨架。
- Buchwald–Hartwig胺化:芳基-卤素键可通过钯催化与伯胺或仲胺进行C–N偶联反应,从而快速多样化含氮药效团。
- 腈基转化:腈基可在DMF中用NaN3/NH4Cl转化为四唑,经部分水解转化为酰胺,或通过LiAlH4还原或催化氢化转化为伯胺。
注意:具体反应条件(催化剂用量、温度、溶剂比例、收率)须由最终用户进行优化和验证。请参阅经同行评审的文献以获取指导。
质量控制与故障排除
纯度验证:通过HPLC(反相C18色谱柱,254 nm紫外检测)或NMR(在DMSO-d6或CDCl3中进行1H和13C核磁共振)对所收到批次的纯度进行确认。该化合物应显示出与含腈基和卤素取代基的芳香胺一致的特征信号。
常见问题及解决方案:
- 溶解性差:若化合物不能顺利溶解,可将溶剂温和加热至40–50 °C并超声处理。请勿将水性缓冲液作为主要溶剂,因该化合物在水中的溶解度预期极低。
- 储备液变色:由于氨基被氧化,储备液随时间推移可能略微变黄。对于敏感应用,请配制新鲜溶液并在惰性气体下储存。
- 偶联收率低:进行交叉偶联反应时,请严格排除氧气和水分,使用新鲜脱气溶剂和高纯度钯催化剂。
- 意外副产物:在交叉偶联反应中,若条件过于苛刻,C–Br和C–Cl键可能同时反应。请使用选择性条件,并通过TLC或LC-MS进行监测。
常见问题
溶解2-Amino-3-Bromo-5-chlorobenzonitrile推荐使用哪些溶剂?
2-氨基-3-溴-5-氯苯甲腈最适合溶于DMSO、DMF或二氯甲烷等极性非质子溶剂。由于疏水性卤代芳香核的存在,其在水中的溶解度预期极低。若用于体外生物实验,建议先配制高浓度DMSO储备液,再于使用前立即稀释至水性缓冲液中,最终DMSO浓度应低于0.1–1%,以避免溶剂毒性。
如何储存2-Amino-3-Bromo-5-chlorobenzonitrile以保持其稳定性?
该化合物应以固体形式储存在密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好且避光防潮的环境中。建议长期储存温度为2–8 °C。储备液(尤其是DMSO溶液)应在–20 °C惰性气氛(氩气或氮气)下保存,并避免反复冻融,因为反复冻融可能通过氧化促进氨基降解。
在钯催化的交叉偶联反应中,2-Amino-3-Bromo-5-chlorobenzonitrile中哪个卤素更具反应活性?
在钯催化的交叉偶联反应中,C–Br键通常比C–Cl键对Pd(0)物种的氧化加成更具反应活性。这种固有的化学选择性使得在温和条件下(使用常规钯催化剂,温度室温至80 °C)可选择性地在溴的位置进行官能化,同时保留氯基以供后续衍生化。若需进行双官能化,也可使用高活性催化剂如Pd-PEPPSI或大位阻膦配体体系来活化C–Cl键。
2-Amino-3-Bromo-5-chlorobenzonitrile是否有危害性?
作为含有腈基的卤代芳香胺,该化合物应被视为具有潜在毒性,操作时须采取适当防护措施。使用前请务必查阅Aladdin Scientific提供的最新安全数据表(SDS)。避免吸入粉尘,避免皮肤和眼睛接触。应在通风橱内操作,并佩戴丁腈手套、实验服和安全护目镜等适当个人防护装备。废物须按当地危险化学品废物法规进行处置。
参考文献
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chemical Reviews, 1995, 95(7), 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
- Hartwig, J. F. Evolution of a Fourth Generation Catalyst for the Amination and Thioetherification of Aryl Halides. Accounts of Chemical Research, 2008, 41(11), 1534–1544. doi:10.1021/ar800098p
- Aladdin Scientific. Product Page: 2-Amino-3-Bromo-5-chlorobenzonitrile, SKU A729818. Aladdin Scientific, accessed 2024.
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