2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺:性质与实验室使用指南
2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺:性质与实验室使用指南
2-Chloro-4-nitro-N-methylaniline is 一种卤代芳香胺中间体,广泛用于有机合成,可制备染料、农用化学品及药物前体化合物。
- CAS号
- 来源未提供,待确认
- 分子式
- C7H7ClN2O2
- 分子量
- 186.59 g/mol(由分子式计算得出)
- 阿拉丁货号
- C153772
- 官能团
- 苯环上含仲芳氨基(N-甲基)、氯代及硝基取代基
- 外观
- 通常为固体粉末或晶体(请参照质检报告确认)
- 主要应用
- 染料中间体、药物合成、农用化学品研究
化学结构与理化性质
2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺是一种取代芳香胺,苯环上含有三个关键官能团:1位的仲N-甲氨基、2位的氯代基以及4位的硝基。其分子式为C7H7ClN2O2,计算分子量约为186.59 g/mol。
对位硝基与邻位氯代基共同产生诱导效应和共轭效应,与未取代的N-甲基苯胺相比,氮原子孤对电子的亲核性显著降低。这种电子效应影响其在亲核芳香取代(SNAr)及亲电反应中的反应活性。
该化合物在常温下预期为低熔点固体。具体熔点、沸点、溶解度及光谱数据应以阿拉丁科学提供的货号C153772产品质检报告(CoA)为准。根据分子结构推测,该化合物在二甲基亚砜(DMSO)、二氯甲烷(DCM)和乙酸乙酯等常用有机溶剂中具有一定溶解性,但实验数据需另行确认。
合成应用与反应活性
2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺可作为多类有机合成的通用中间体:
- 染料与颜料化学:卤代硝基苯胺是合成偶氮染料和分散染料的经典前体,广泛应用于纺织和摄影行业。邻位氯代基可参与偶联或取代反应。
- 药物中间体:该化合物兼具N-甲氨基、芳基氯和硝基,是通过环化构建杂环骨架的重要砌块,也可通过还原硝基得到二氨基氯苯衍生物,供进一步功能化。
- 农用化学品研究:卤代苯胺常用作除草剂、杀菌剂和杀虫剂合成的结构单元。
- 亲核芳香取代(SNAr)反应:邻氯与对硝基的协同活化使芳基氯在适当条件下可与胺、硫醇或烷氧基负离子发生SNAr反应。
研究人员应根据具体底物经验性优化反应条件(溶剂、碱、温度)。硝基可通过催化氢化(Pd/C, H2)或化学还原(Fe/AcOH、SnCl2)选择性还原为氨基,从而获得相应的1,3-二胺中间体。
安全操作、储存与废弃物处置
危害分类:作为卤代芳香硝基化合物,2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺应视为潜在毒性和刺激性物质。使用前请查阅对应批次的安全数据表(SDS)。硝基芳香胺类化合物通常具有高铁血红蛋白形成潜力,并可能引起皮肤致敏。
个人防护装备(PPE):至少应佩戴丁腈手套、护目镜和实验服。粉末状操作时,须在通风橱内进行,或佩戴适用于细化学品颗粒的防尘口罩(至少达到P2/N95同等级别),以防吸入。
储存:存放于阴凉、干燥、通风良好处,远离氧化剂、强酸和还原剂,容器密封保存。建议储存温度通常为2–8 °C或室温,以产品标签说明为准——请核查阿拉丁C153772的质检报告。避光保存,防止硝基光降解。
废弃物处置:按含卤有机废物处理,严格遵守所在机构及地方环保法规。切勿倒入下水道,废物容器须贴好标签。
注:具体GHS危害代码和象形图使用前应以阿拉丁C153772官方SDS为准。
分析表征与质量验证
在进行关键合成步骤前,建议研究人员使用以下分析技术验证2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺的结构和纯度:
- 薄层色谱(TLC):快捷低廉的初步检验手段。使用硅胶板及适宜展开剂(如正己烷/乙酸乙酯混合体系),硝基化合物可在254 nm紫外灯下直接显影。
- 高效液相色谱(HPLC):反相HPLC(C18柱,254 nm或300 nm紫外检测)可定量评估纯度。阿拉丁C153772的质检报告注明了保证纯度。
- 1H NMR波谱:关键诊断信号包括N-CH3单峰(预期约δ 2.9–3.0 ppm)、N-H信号(宽峰,如存在)以及1,2,4-三取代苯特征芳香质子信号。确认芳香质子数量和裂分方式。
- 质谱(MS):确认m/z 186/188处的分子离子峰(同位素分布与单氯原子一致)。
- 熔点测定:与文献或质检报告规格对比,作为结构和纯度的辅助验证。
对于GMP或监管用途,请索取完整质检报告,必要时要求独立第三方分析报告。
常见问题
2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺在有机合成中的主要用途是什么?
该化合物主要用作染料、药物及农用化学品合成中的砌块中间体。N-甲氨基、氯代基和硝基的组合提供了多个功能化位点,可进行亲核芳香取代(SNAr)、硝基还原及偶联反应等。
如何储存2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺以保持其稳定性?
将该化合物密封保存于阴凉、干燥、通风良好处,避光并远离氧化剂和强酸。请以阿拉丁货号C153772的质检报告为准确认推荐储存温度,具体条件(2–8 °C或室温)因制剂而异。
2-氯-4-硝基-N-甲基苯胺是否有害?需要哪些个人防护装备?
作为硝基芳香胺,该化合物应视为潜在毒性物质,可能对皮肤和呼吸道产生刺激。操作时至少须佩戴丁腈手套、护目镜和实验服;粉末操作须在通风橱内进行。首次使用前请务必查阅阿拉丁C153772官方SDS,了解完整危害分类和应急处置程序。
如何在使用前确认试剂纯度?
阿拉丁科学为C153772提供的质检报告(CoA)注明了保证纯度。如需独立验证,可使用带紫外检测器的反相HPLC进行定量,或通过氢谱(1H NMR)和熔点测定与参考值比对确认结构。
该化合物中的硝基能否在不影响芳基氯的情况下被选择性还原?
是的,通常可通过温和催化氢化(Pd/C, H2,低压)或化学还原(铁粉/乙酸、SnCl2/乙醇等)选择性将硝基还原为氨基,芳基C–Cl键一般不受影响。建议针对该底物优化反应条件,并通过分析手段确认选择性。
参考文献
- Aladdin Scientific Product Page, C153772: 2-Chloro-4-nitro-N-methylaniline. Aladdin Scientific, Shanghai.
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 4th ed. Wiley-Interscience, 1992. (General reference for SNAr reactions and nitro reduction chemistry.)
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed. Oxford University Press, 2012. (Aromatic substitution and functional group interconversion.)
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