2-氯-3-甲基吡啶:性质、合成与应用
2-氯-3-甲基吡啶:性质、合成与应用
2-Chloro-3-methylpyridine is一种卤代吡啶类构建模块,广泛应用于有机合成,是制备药物、农用化学品及其他精细化学品的重要中间体。
- CAS编号
- 18368-76-8
- 分子式
- C₆H₆ClN
- 分子量
- 127.57 g/mol
- 外观
- 无色至淡黄色液体
- 沸点
- 约196–198 °C(文献值;请以CoA为准)
- 关键官能团
- 芳基氯、吡啶环、甲基取代基
- 主要用途
- 药物及农用化学品研究中的合成中间体
化学特性与物理性质
2-氯-3-甲基吡啶(CAS 18368-76-8)是一种六元含氮杂环化合物,吡啶环2位带有氯原子,3位带有甲基。分子式为C₆H₆ClN,分子量约为127.57 g/mol。该化合物在室温下通常呈无色至淡黄色液体。
吡啶环的电子结构使氮原子通过诱导效应表现出吸电子性,导致环缺电子。这一特性与2位(紧邻氮原子)氯取代基的吸电子效应相结合,显著活化了C–Cl键,有利于亲核芳香取代反应(SNAr)。3位甲基对进一步官能化具有一定的空间和电子导向作用。建议在低温、干燥、避光条件下储存,以保持产品稳定性。
注意:沸点、密度、折射率等精确物理常数应以每批次随附的分析证书(CoA)为准。
合成与关键反应
2-氯-3-甲基吡啶可通过杂环化学中的多种成熟路线制备:
- 3-甲基吡啶的直接氯化:亲电氯化或定向金属化策略可在2位引入氯原子,但选择性控制需仔细选择试剂和条件。
- Sandmeyer类反应:以相应的2-氨基-3-甲基吡啶为原料,经重氮化后用CuCl处理,可以较好的区域选择性得到2-氯产物。
- 环化方法:适当取代的开链前体可通过经典Hantzsch或Chichibabin型缩合方法环化,直接得到所需取代模式的产物。
作为底物,2-氯-3-甲基吡啶可参与多种转化反应:
- 亲核芳香取代(SNAr):胺、醇钠及硫醇盐在温和至中等条件下可轻松置换氯离子,直接获得2-氨基、2-烷氧基及2-硫代-3-甲基吡啶类化合物。
- 过渡金属催化交叉偶联:芳基C–Cl键可在适当催化体系下参与Suzuki–Miyaura、Negishi、Buchwald–Hartwig及相关偶联反应,实现芳基、烯基、烷基和氨基的引入。
- 定向C–H官能化:C-3位甲基和吡啶氮原子的定向能力可在合适的催化条件下用于苄位或环C–H活化。
审核提示:文献中引用的具体反应条件、产率及催化剂用量,在用于实验方案前应对照一手文献加以核实。
在药物及农用化学品研究中的应用
活性芳基氯与甲基手柄的结合,使2-氯-3-甲基吡啶成为药物和农用化学品发现项目中的高价值构建模块。
药物研究:含吡啶骨架的化合物是已批准药物和候选药物中最常见的杂环之一。2-氯-3-甲基吡啶基序可作为构建激酶抑制剂、GPCR调节剂及其他生物活性分子的起点。2位氯可被氮亲核试剂轻易取代,引入胺药效团;而交叉偶联反应则可用多种碳片段对环进行拓展,满足构效关系(SAR)研究的需要。
农用化学品研究:氯代吡啶是多种除草剂、杀菌剂和杀虫剂的关键结构组分。2-氯-3-甲基吡啶及其衍生物已被用作合成以植物和害虫生物学为靶点的吡啶氧基和吡啶氨基类有效成分的中间体。
材料与染料化学:取代吡啶还可作为配位化学中的配体以及功能材料中的发色单元,但相对于制药和农化应用,这些属于次要应用领域。
审核提示:由该构建模块衍生的具体药物或农化产品名称,在纳入推广材料前应引用一手文献或专利参考文献加以支撑。
操作、安全与储存
与大多数卤代吡啶衍生物一样,操作2-氯-3-甲基吡啶时应采取适当的实验室防护措施:
- 个人防护装备(PPE):佩戴耐化学品手套、安全眼镜或护目镜,穿着实验服。在通风良好的通风橱中操作,避免吸入蒸气。
- 储存:置于密封容器中,储存于阴凉、干燥、通风良好的区域,远离强氧化剂、强碱等不相容物质。推荐储存温度通常为室温,或按产品标签及CoA所示要求执行。
- 废弃处置:按照适用于卤代有机溶剂和中间体的地方、区域及国家法规处置废弃物。
- 急救:皮肤或眼睛接触时,立即用大量清水冲洗。若刺激症状持续,应就医。完整危害信息请参阅当前安全数据表(SDS)。
审核提示:GHS危害分类、具体危险性说明(H语句)、防范说明(P语句)及闪点值,必须直接从当前批次SDS中获取,并在发布前加以核实。
订购信息与规格
Aladdin Scientific以产品货号C124347提供2-氯-3-甲基吡啶。研究人员及采购团队订购时请注意以下事项:
- 纯度:在用于灵敏应用前,请在当前CoA上确认纯度等级及分析方法(如GC、HPLC)。
- 可用包装规格:如需了解当前库存数量、包装规格及价格,请联系Aladdin Scientific或访问产品页面。
- 文档资料:可在下单时申请或从产品页面下载分析证书(CoA)、安全数据表(SDS)以及NMR或GC谱图(如有)。
- 定制数量:如需散装或定制订单,请直接联系我们的销售团队。
将本化合物用于受监管研究或邻近GMP的工作流程时,请通过审阅完整CoA确认所供批次满足您的内部规格要求。
常见问题
2-氯-3-甲基吡啶的CAS号是多少?
2-氯-3-甲基吡啶的CAS登录号为18368-76-8。该编号唯一标识该化合物,可用于检索供应商目录、安全数据库及文献资料。
2-氯-3-甲基吡啶中的C–Cl键为何对亲核取代反应特别活泼?
由于吡啶环中电负性的环氮原子使环缺电子,从而活化了连接氯原子的碳,有利于亲核芳香取代(SNAr)反应。氯位于2位(吡啶氮原子的邻位),进一步增加了该碳原子的亲电性,相较于简单氯苯类化合物,降低了亲核进攻的活化能。
2-氯-3-甲基吡啶能否用于钯催化交叉偶联反应?
可以。芳基氯是钯催化交叉偶联反应(包括Suzuki–Miyaura硼酸偶联、Negishi有机锌偶联和Buchwald–Hartwig胺化)的成熟偶联伙伴,但需采用足够活性的催化体系(如大位阻膦配体)以促进活性较低的C–Cl键的氧化加成。吡啶氮原子在配体选择上可能需要特别考虑,以避免催化剂中毒。
应如何储存2-氯-3-甲基吡啶以保持其稳定性?
将2-氯-3-甲基吡啶储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的场所,远离强氧化剂、强酸和强碱。有关批次特定储存温度建议和保质期指导,请参阅产品标签及当前SDS。
Aladdin Scientific的C124347产品提供哪些文件资料?
Aladdin Scientific提供分析证书(CoA),确认产品的鉴别、纯度及批次特定检测结果,以及涵盖GHS危害分类、操作和处置信息的安全数据表(SDS)。NMR或GC谱图等额外分析数据可根据要求提供;请联系我们的客服团队或查看产品页面以获取当前文档资料。
参考文献
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General reference for nucleophilic aromatic substitution and heterocyclic chemistry.)
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry, 5th ed.; Wiley-Blackwell: Oxford, 2010. (Reference for pyridine reactivity and synthesis.)
- Schlummer, B.; Scholz, U. Palladium-Catalyzed C–N and C–O Coupling – A Practical Guide from an Industrial Vantage Point. Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 1599–1626. doi:10.1002/adsc.200404216
- CAS Registry entry for 2-Chloro-3-methylpyridine, CAS RN 18368-76-8. SciFinder (accessed via institutional subscription).
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