实验方案(Protocols)

2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶:操作与使用规程

2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶是一种含氟杂芳基合成砌块,广泛应用于药物化学和农用化学品研究中的亲核芳香取代反应、钯催化交叉偶联反应,以及向目标分子中引入吸电子三氟甲基和嘧啶基团。

CAS号
914637-49-3
分子式
C5H2BrF3N2
分子量
226.98 g/mol
阿拉丁货号
B589898
外观
白色至类白色晶体固体
关键官能团
C–Br(2位)、CF3(5位)、嘧啶环
主要应用
亲核芳香取代、铃木-宫浦偶联及布赫瓦尔德-哈特维格偶联、药物发现

安全、储存与操作规范

在使用2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶(阿拉丁货号:B589898)之前,请查阅随产品提供的安全数据表(SDS)。该化合物应视为对湿气敏感的卤代芳香族化合物:长时间暴露于空气和湿气中可能导致缓慢分解。

  • 个人防护装备(PPE):始终佩戴丁腈手套、实验服和防护眼镜。所有称量和操作应在通风橱中进行。
  • 储存:在惰性气氛(氮气或氩气)保护下,于2–8 °C密封避光防潮储存。冷藏条件有助于延长保质期。
  • 废物处置:所有废物应按照当地含卤有机化合物法规进行处置,禁止直接排入下水道。

审查标注:使用前请根据最新产品SDS核实具体的GHS危险分类及H/P说明。

试剂准备与溶液配制

2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶在室温下为固态,可溶于常见有机溶剂,包括二氯甲烷(DCM)、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈和乙酸乙酯,在水中溶解度有限。

储备液配制通用流程

  1. 开封前,将密封瓶置于干燥器内平衡至室温,以减少冷凝水。
  2. 在通风橱内用分析天平称取所需量的化合物。
  3. 转移至干燥、惰性气氛的Schlenk烧瓶或圆底烧瓶中。
  4. 加入适量无水溶剂(如无水THF或DMF),搅拌或超声至完全溶解。
  5. 若不立即使用,应在惰性气体保护下储存储备液;为获得最佳效果,建议在24小时内使用。

审查标注:特定溶剂中的精确溶解度数值(mg/mL)未经来源材料确认,建议通过实验进行核实。

合成应用与反应方案

2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶是一种多功能亲电合成砌块。缺电子嘧啶环2位的C–Br键对亲核芳香取代(SNAr)和过渡金属催化交叉偶联反应均具有良好活性。5位三氟甲基基团进一步增强了环的缺电子性,使得即使与中等亲核性的底物也能顺利发生SNAr反应。

方案A:亲核芳香取代(SNAr)

  1. 将2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶(1.0当量)与所需胺、硫醇或醇盐亲核试剂(1.1–1.5当量)在DMF或乙腈中混合。
  2. 加入合适的碱(如K2CO3、Et3N或DIPEA,1.5–2.0当量)。
  3. 在室温至80 °C下搅拌,通过TLC或LC-MS监测反应至完全。
  4. 用水相萃取,EtOAc提取,MgSO4干燥,浓缩。
  5. 根据需要通过柱色谱或重结晶纯化。

方案B:铃木-宫浦交叉偶联

  1. 将2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶(1.0当量)与芳基或杂芳基硼酸或硼酸酯(1.1–1.5当量)混合。
  2. 加入Pd(PPh3)4或Pd(dppf)Cl2(2–5 mol%)及K2CO3或Cs2CO3(2.0–3.0当量),溶于脱气的二氧六环/水或DMF/水混合溶剂中。
  3. 在氮气或氩气保护下,于80–100 °C加热反应2–16小时。
  4. 冷却,过硅藻土过滤,后处理,柱色谱纯化。

审查标注:具体的催化剂用量、反应温度和时间均为该类化合物的教科书级通用条件,实际应用中需经实验优化。来源材料中未提供一级文献数据。

质量控制与分析表征

在用于敏感性实验前,请验证化合物的结构和纯度。推荐以下分析技术:

  • 1H NMR:预计嘧啶环4、6位出现两个特征性单峰芳香质子(通常在CDCl3中δ 8.9–9.1 ppm区域)。CF3基团在19F NMR中表现为单峰。
  • 19F NMR:三氟甲基基团预计在δ −64至−67 ppm(以CFCl3为参考)附近出现单峰。
  • GC-MS或LC-MS:确认分子离子峰位于m/z ≈ 227/229(反映溴的特征同位素模式,M与M+2峰强度比约为1:1)。
  • HPLC纯度:阿拉丁产品B589898以高纯度供应;请查阅对应批次的质量检验报告(CoA)获取具体纯度值。

审查标注:NMR化学位移值为基于同类含氟嘧啶化合物的估算值,需通过产品CoA或一级文献进行确认。

常见问题排查

在使用2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶时,可能出现以下问题:

问题可能原因建议解决方案
SNAr产率低亲核试剂活性不足或反应温度过低提高反应温度,改用极性更强的溶剂(如DMF),或使用更强的碱
铃木偶联产率差催化剂失活或氧气污染确保严格脱气;提高催化剂用量;使用新鲜制备的硼酸
产品分解长时间暴露于水分或质子性条件下使用无水溶剂和惰性气氛;尽量缩短反应时间
化合物潮湿/结块储存或操作过程中吸收了水分使用前在五氧化二磷上真空干燥;配合干燥剂储存

审查标注:故障排查内容基于卤代嘧啶反应活性的通用知识,化合物特定数据应来源于实验记录。

常见问题

溶解2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶推荐使用哪些溶剂?

该化合物易溶于极性非质子有机溶剂,如DMF、DMSO、乙腈和THF,以及氯代溶剂(如DCM)。在水和非极性溶剂(如正己烷)中溶解度有限。为获得最佳效果,建议在惰性气氛下使用无水溶剂。

2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶能否用于钯催化交叉偶联反应?

可以。嘧啶环2位的C–Br键可发生多种钯催化反应,包括铃木-宫浦偶联(与硼酸/硼酸酯)、布赫瓦尔德-哈特维格偶联(与胺类)及根岸型偶联。标准Pd(0)或Pd(II)前催化剂配合膦配体均适用。应针对每种具体偶联底物优化反应条件。

如何储存2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶以保持其稳定性?

将化合物在惰性气氛(氮气或氩气)保护下,于2–8 °C密封遮光防潮保存。开封前,将瓶子置于密封干燥器内自然升温至室温,以防止固体上产生冷凝水。

2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶是否适合用于亲核芳香取代反应?

适合。缺电子嘧啶环与5位吸电子三氟甲基基团的共同作用,显著增强了2位C–Br键对SNAr反应的活性。胺类、硫醇和醇盐亲核试剂在温和至中等条件下即可发生反应,通常需要在极性溶剂中加入无机或有机碱。

2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶的阿拉丁产品货号是什么?

2-溴-5-(三氟甲基)嘧啶的阿拉丁货号为B589898。订购或索取质量检验报告时请引用该货号。

参考文献

  1. Aladdin Scientific. Product Information: 2-Bromo-5-(trifluoromethyl)pyrimidine, SKU B589898. Aladdin Scientific Corp.
  2. Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General reference for nucleophilic aromatic substitution and cross-coupling methodology.)
  3. Johansson Seechurn, C. C. C.; Kitching, M. O.; Colacot, T. J.; Snieckus, V. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling: A Historical Contextual Perspective to the 2010 Nobel Prize. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5062–5085. doi:10.1002/anie.201107017

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-溴-5-(三氟甲基)嘧啶:操作与使用规程》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月3日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/2-bromo-5-trifluoromethyl-pyrimidine-handling-use-protocol.html
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