2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑:性质与用途
2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑:性质与用途
2-Amino-4-(3,4-difluorophenyl)thiazole是一种含氟氨基噻唑杂环化合物,在药物化学和药物发现研究中被广泛用作合成砌块和药效团骨架。
- IUPAC命名
- 4-(3,4-二氟苯基)-1,3-噻唑-2-胺
- 分子式
- C₉H₆F₂N₂S
- 分子量
- 212.22 g/mol
- 核心骨架
- 具有2-氨基和4-芳基取代基的1,3-噻唑
- 关键官能团
- 伯胺(–NH₂)、噻唑环、3,4-二氟苯基芳环
- 货号
- A182118
- 供应商
- Aladdin Scientific
化学结构与物理性质
2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑(分子式C₉H₆F₂N₂S,分子量212.22 g/mol)属于1,3-杂环化合物中的2-氨基噻唑类。该分子由三个独特的结构单元组成:1,3-噻唑环、2位伯氨基以及4位3,4-二氟苯基取代基。
悬挂苯环间位和对位的吸电子氟原子显著调节了芳环体系的电子密度,与未取代苯基类似物相比,降低了HOMO能量并提高了亲脂性。2-氨基提供了氢键供体能力,并可通过酰化、磺酰化或缩合反应进一步化学修饰。这些特性使该化合物成为构建更复杂类药分子的多功能中间体。
与分子量相近的其他芳基取代氨基噻唑一致,该化合物在室温下预计为固体。在标准实验室储存条件下(阴凉、干燥、避光)预计具有稳定性。确切熔点和溶解度数据应参考每批次随附的质量检验证书。
合成与合成应用
2-氨基噻唑类化合物经典上通过Hantzsch噻唑合成法制备,即在温和酸性条件下将α-卤代酮与硫脲缩合。对于2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑,相应路线采用3,4-二氟苯甲酰溴(或含3,4-二氟苯基的等效α-卤代酮)与硫脲反应,直接得到2-氨基-4-芳基噻唑产物。
作为合成砌块,该化合物提供了多个后续衍生化位点:
- 氨基官能化:C-2位的–NH₂可与酰氯或酸酐进行酰化反应,与异氰酸酯反应生成脲,与磺酰氯偶联形成磺酰胺,或参与还原胺化反应序列。
- 环扩展:在适当条件下,噻唑环C-5位的亲电取代反应是可行的,可引入卤素或其他亲电试剂。
- 交叉偶联:C-5位卤化后经钯催化交叉偶联(Suzuki、Buchwald–Hartwig)可获得高度取代的噻唑化合物库。
这些反应途径使该化合物成为高通量筛选活动中进入结构多样氨基噻唑化合物库的有效起点。
研究与药物化学应用
2-氨基噻唑基团是药物化学中的特权骨架,出现在众多生物活性化合物和已批准药物中。其同时作为氢键受体(噻唑氮)和供体(2-NH₂)的能力,有助于与酶活性位点和受体结合口袋产生有效的结合相互作用。
在药物设计中引入3,4-二氟苯基是一种特别常见的策略,原因如下:
- 代谢稳定性:在易受细胞色素P450氧化代谢的位置引入氟取代,可阻断代谢羟化,从而有可能改善体内半衰期。
- 结合亲和力:氟的强电负性和较小的范德华半径允许在疏水结合口袋内紧密堆积,并与靶蛋白的羰基或芳环形成正交多极相互作用。
- 理化性质调节:二氟取代可调节相邻官能团的pKa和整体亲脂性(logP),有助于优化ADMET性质。
研究激酶抑制剂、抗菌剂、抗炎化合物和CNS活性分子的研究人员已采用结构相关的含氟氨基噻唑骨架。因此,2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑(A182118)作为先导化合物识别和先导化合物优化项目中的起始原料或中间体,具有重要的研究价值。
操作、储存与安全注意事项
与所有精细化学品试剂一样,在操作2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑时应遵循适当的实验室安全规范。用户在使用前应查阅Aladdin Scientific提供的产品专用安全数据表(SDS)。
一般操作指导:
- 使用个人防护装备(PPE),包括耐化学品手套、实验服和护目镜。
- 在通风良好的通风橱中操作,以减少对细小颗粒的吸入暴露。
- 避免接触皮肤、眼睛和黏膜。
储存建议:
- 储存于密封容器中,置于阴凉(通常为2–8°C或按产品标签说明)、干燥、避免直射光照且远离不相容物质的位置。
- 远离强氧化剂和强酸。
- 查阅质量检验证书(CoA)以获取批次特定的纯度、外观和储存说明。
废弃处置:按照当地、地区和国家危险化学品废物法规处置废弃物。请勿倒入下水道或排放至环境中。
常见问题
2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑的分子式和分子量是多少?
2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑的分子式为C₉H₆F₂N₂S,分子量为212.22 g/mol。这些数值反映了噻唑核心、2-氨基取代基以及4位的3,4-二氟苯基。
如何对该噻唑的2-氨基进行官能化以用于化合物库合成?
2位伯胺可通过多种反应进行衍生化:与酰氯或酸酐酰化生成酰胺,与异氰酸酯反应形成脲,与磺酰氯偶联生成磺酰胺,或与醛缩合后还原进行还原胺化。这些转化使得从这一骨架出发方便地生成多样化合物库成为可能。
3,4-二氟苯基在药物设计中为何具有重要的战略意义?
3,4-二氟苯基在药物化学中被广泛使用,因为氟原子通过阻断细胞色素P450介导的芳环易氧化位点的氧化代谢来提高代谢稳定性。此外,氟的强电负性能够与靶蛋白产生有利的多极相互作用,并允许对化合物的亲脂性和pKa进行精细调节,从而支持药代动力学和药效学性质的优化。
A182118的推荐储存条件是什么?
A182118应储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、避免直射光照的环境中,符合氨基噻唑类合成砌块的标准储存规范。用户应参考产品标签和质量检验证书以获取批次特定的储存温度建议,并参阅Aladdin Scientific安全数据表确认储存条件。
2-氨基-4-(3,4-二氟苯基)噻唑是否适合作为激酶抑制剂发现的药效团骨架?
2-氨基噻唑骨架作为激酶抑制剂项目中的药效团已得到充分验证,其氨基和环氮原子可模拟ATP的铰链区结合相互作用。C-4位的3,4-二氟苯基可延伸至ATP结合位点的疏水区域,而氨基允许进一步修饰以引入选择性决定元素。然而,该化合物的具体生物活性数据应通过实验获得,仅凭结构类比无法保证。
参考文献
- Hantzsch, A.; Weber, J. H. Ueber Verbindungen des Thiazols (Pyridins der Thiophenreihe). Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1887, 20, 3118–3132.
- Gomtsyan, A. Heterocycles in drugs and drug discovery. Chem. Heterocycl. Compd. 2012, 48, 7–10.
- Müller, K.; Faeh, C.; Diederich, F. Fluorine in pharmaceuticals: looking beyond intuition. Science 2007, 317, 1881–1886. doi:10.1126/science.1131943
- Gillis, E. P.; Eastman, K. J.; Hill, M. D.; Donnelly, D. J.; Meanwell, N. A. Applications of fluorine in medicinal chemistry. J. Med. Chem. 2015, 58, 8315–8359. doi:10.1021/acs.jmedchem.5b00258
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