2-氯-2,2-二氟苯乙酮:性质与应用
2-氯-2,2-二氟苯乙酮:性质与应用
2-Chloro-2,2-difluoroacetophenone is 一种多功能α-卤代酮结构单元,其羰基邻位碳上同时携带氯原子和两个氟原子,是合成含氟杂环化合物、药物及农用化学品的重要亲电试剂。
- 化学名称
- 2-氯-2,2-二氟苯乙酮
- 分子式
- C8H5ClF2O
- 分子量
- 194.57 g/mol
- CAS号
- 1450-76-6
- 官能团类别
- α-卤代二氟酮
- 主要应用
- 含氟杂环合成、医药中间体、农用化学品研究
- 储存建议
- 储存于阴凉、干燥、通风处;远离水分及不相容物质
化学特性与结构
2-氯-2,2-二氟苯乙酮(CAS 1450-76-6)属于α-卤代酮类化合物,其特征是在羰基的α碳上同时含有一个氯原子和两个氟原子。分子式为C8H5ClF2O,分子量约为194.57 g/mol。连接在羰基上的苯基提供芳香稳定性,而α碳上的偕二氟和氯取代基则赋予该位点显著的亲电反应活性。
CClF2基团所形成的类三氟甲基电子环境从羰基强力吸电子,增强了亲电性,有利于亲核加成或取代反应。这一结构特征在有机氟合成中被广泛利用,氟原子的引入已知可调节候选药物的亲脂性、代谢稳定性和生物利用度。
合成与反应活性
2-氯-2,2-二氟苯乙酮可通过对苯乙酮衍生物进行亲电氟化或卤化策略来制备。一种经典路线是将苯酰甲基型前体与适当的氟化试剂反应,或通过苯甲醛衍生物的氯二氟甲基化后氧化得到。该化合物也可在受控条件下,通过二氟卡宾源与苯甲酰氯型底物反应制备。
在反应活性方面,同时携带两种卤素的α碳极易发生亲核取代。氮、氧、硫亲核试剂均可进攻该位点,从而获得多种α-二氟酮衍生物。在标准亲核取代条件下,氯原子通常比氟原子更容易离去,可实现选择性单取代同时保留偕二氟单元。这种化学选择性使该化合物在逐步构建复杂含氟骨架时极具吸引力。
研究与工业应用
该化合物在多个研究领域中作为关键结构单元。在药物化学中,氯取代后所呈现的二氟甲基酮基团是羧酸和酰胺的公认生物电子等排体,已被引入蛋白酶抑制剂骨架及其他生物活性分子中。在代谢易感位点引入氟取代可显著延长候选药物的半衰期。
在农用化学品研究中,α-卤代二氟酮被用作杀菌剂和杀虫剂的中间体,其中含氟基团可增强活性并改善环境持久性。此外,2-氯-2,2-二氟苯乙酮还可与适当的双官能亲核试剂缩合,用于制备含氟杂环体系,如恶唑、噻唑和三唑,从而拓宽其在杂环化学中的应用。
有机氟结构单元在材料科学和高分子研究中同样受益,将氟引入聚合物中可改变表面能、耐化学品性及热稳定性。
操作、安全与储存
作为α-卤代酮,2-氯-2,2-二氟苯乙酮是一种活泼的亲电试剂,操作时需采取适当防护措施。预计该化合物具有催泪性,并对皮肤和眼睛有刺激性;操作过程中应全程佩戴耐化学品手套、护目镜和实验服。所有操作均应在通风良好的通风橱中进行,以避免吸入蒸气。
该化合物应密封储存于阴凉、干燥、通风良好的地方,远离水分、强碱和还原剂,后者可与活泼的α碳或羰基发生反应。储存和废弃物处置计划中应考虑与亲核试剂的不相容性。废弃物处置须遵守机构及地方法规中关于含卤有机废物的相关规定。
注意:使用前,用户应查阅本产品现行安全数据表(SDS),以获取完整的危害、急救和处置信息。
常见问题
2-氯-2,2-二氟苯乙酮在药物化学中有何独特价值?
该化合物含有偕二氟酮基团,在氮或氧亲核试剂选择性取代氯原子后,可提供公认为羧酸和酰胺生物电子等排体的二氟甲基酮药效团。这一结构特征可改善候选药物的代谢稳定性和膜渗透性,使其成为药物化学家的重要结构单元。
如何储存2-氯-2,2-二氟苯乙酮以保持其稳定性?
应将其密封储存于阴凉、干燥、通风良好的条件下,远离水分、强碱及可与活泼α碳反应的亲核试剂。强烈建议遵照产品标签及现行安全数据表上的储存指南操作。
2-氯-2,2-二氟苯乙酮能否用于合成含氟杂环化合物?
可以。该化合物可与硫脲、脒及羟胺衍生物等双官能亲核试剂反应,生成含氟五元杂环,包括噻唑、恶唑及相关体系。产物中保留的偕二氟基团赋予杂环产物独特的电子性质和理化特性。
操作该化合物时建议佩戴哪些个人防护装备?
最低建议个人防护装备包括耐化学品手套、护目镜和实验服。由于该化合物预计具有催泪性和呼吸道刺激性,所有操作必须在通风橱内进行。请查阅现行安全数据表以获取完整的防护装备和应急响应指导。
2-氯-2,2-二氟苯乙酮在亲核取代反应中是否具有选择性?
在标准亲核取代条件下,α碳上的氯原子比两个氟原子活泼得多,可实现选择性单取代同时保留偕二氟单元。这种化学选择性是该化合物的关键合成优势,可实现分子的逐步官能化。
参考文献
- Meanwell, N. A. Fluorine and fluorinated motifs in the design and application of bioisosteres for drug design. Journal of Medicinal Chemistry, 2018.
- O'Hagan, D. Understanding organofluorine chemistry. An introduction to the C–F bond. Chemical Society Reviews, 2008.
- Gouverneur, V.; Seppelt, K. Introduction: Special Issue on Fluorine Chemistry. Chemical Reviews, 2015.
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
危险品化学品经营许可证(带存储)