2-氯-5-硝基苯磺酰氯:性质与用途
2-氯-5-硝基苯磺酰氯:性质与用途
2-CHLORO-5-NITROBENZENESULFONYL CHLORIDE 是一种活泼的芳香磺酰氯试剂,苯环上同时含有氯取代基和硝基,是合成磺酰胺、磺酸酯及相关药物中间体的多功能亲电构建单元。
- CAS号
- 10130-87-7
- 分子式
- C₆H₃Cl₂NO₄S
- 分子量
- 276.06 g/mol
- 官能团
- 磺酰氯(–SO₂Cl)、硝基(–NO₂)、芳基氯(Ar–Cl)
- 主要应用
- 磺酰胺及磺酸酯合成;药物中间体
- 产品编号
- C122525
化学特性与结构
2-氯-5-硝基苯磺酰氯是一种具有双重活化功能的芳香族化合物。其苯环上携带三个取代基:1位为磺酰氯基,2位为氯原子,5位为硝基。硝基与磺酰氯基的协同吸电子效应使苯环呈强缺电子状态,从而增强了磺酰氯部分的亲电性,并在适当条件下可促进环上氯原子发生亲核芳香取代反应(SNAr)。
磺酰氯官能团(–SO₂Cl)是有机化学中反应性最强的酰化基团之一,可与伯胺或仲胺快速反应生成磺酰胺,与醇或酚反应生成磺酸酯。邻位氯和对位硝基取代基的存在,同时调节了分子的电子特性和空间环境,为多步合成中的进一步结构多样化提供了操作手柄。
主要合成应用
磺酰胺合成:2-氯-5-硝基苯磺酰氯最常见的用途是制备磺酰胺。在三乙胺或吡啶等碱性试剂存在下(用以捕获释放的HCl),与伯胺或仲胺反应可高收率地得到相应磺酰胺。源自硝基苯磺酰氯的磺酰胺在有机合成中被广泛用作胺的保护基(Ns保护基),以及在药物化学研究中作为药效团单元。
亲核芳香取代反应:被邻近吸电子基活化的芳基氯可与胺、硫醇和烷氧基等亲核试剂发生SNAr反应,在适当条件下无需过渡金属催化即可制备多样性取代的芳烃。
磺酸酯的生成:在碱存在下与醇反应可生成磺酸酯,磺酸酯可作为活化的亲电试剂用于取代反应,或在多步合成序列中作为保护基使用。
药物中间体:硝基可被还原为苯胺,提供额外的官能化位点,使该化合物成为制备具有生物活性分子的多功能中间体。
安全操作与储存
危险性简介:作为芳基磺酰氯,该化合物对皮肤、眼睛和呼吸道具有刺激性。其与水剧烈反应,释放盐酸和相应的磺酸,因此所有操作均应在无水条件下进行。分解时还可能产生有毒烟雾,包括二氧化硫、氯化氢和氮氧化物。
个人防护装备:研究人员应佩戴适当的个人防护装备,包括耐化学品手套(如丁腈手套或氯丁橡胶手套)、护目镜或面罩,并穿着实验服。操作始终应在通风良好的通风橱中进行,避免吸入蒸气或粉尘。
储存条件:在惰性气氛(如氮气或氩气)下密封保存,置于阴凉干燥处,远离水分及不相容物质(如碱、水和醇类)。建议冷藏储存(2–8 °C)以在较长时间内维持试剂质量。
废弃物处置:按照当地及机构关于卤代腐蚀性化学废弃物的法规进行处置。在通风橱中用稀碱水溶液小心淬灭少量废弃物后方可处置。
规格与质量注意事项
在为科研应用采购2-氯-5-硝基苯磺酰氯时,纯度是关键参数。水解产物(相应磺酸)或未反应原料等杂质会降低反应收率,并在敏感反应中引入不可控变量,尤其是在制备药物中间体的磺酰化步骤中。
Aladdin Scientific以产品编号C122525供应该试剂。研究人员应索取并审阅每批次的质量检验报告(CoA),重点关注纯度(通常通过HPLC或滴定法测定)、外观(根据温度不同,预期为淡色至淡黄色固体或液体)以及水分含量。批次间的一致性对于可重复的合成结果尤为重要。
对于长期研究,建议在开封后立即将试剂分装成小份,尽量减少与环境湿气的接触,并在惰性气体保护下重新密封。任何明显的颜色变化、冒烟或结块现象可能表明部分水解,在使用前应重新进行质量评估。
常见问题
哪些亲核试剂可与2-氯-5-硝基苯磺酰氯反应生成磺酰胺?
伯胺和仲胺是最常用的亲核试剂。反应通常在非质子或混合溶剂体系中进行,并添加三乙胺或吡啶等非亲核性碱以中和生成的HCl,从而以良好至优异的收率得到磺酰胺产物。
如何储存2-氯-5-硝基苯磺酰氯以防止其降解?
将试剂在惰性气氛(氮气或氩气)下密封储存于2–8 °C,远离水分、水和碱性物质。开封后,分装成小份并在惰性气体保护下重新密封,以减少累积的水分暴露。如出现冒烟或颜色变化等水解迹象,应在使用前重新评估试剂质量。
该分子中的芳基氯能否发生亲核芳香取代反应?
可以。硝基和磺酰氯基的吸电子效应使芳基氯被活化,可发生亲核芳香取代反应(SNAr)。在适当条件下,胺、硫醇盐和烷氧基等亲核试剂可取代氯原子,实现进一步的结构多样化,且无需过渡金属催化剂。
使用该磺酰氯时需注意哪些关键安全事项?
始终在通风良好的通风橱内操作,佩戴耐化学品手套、护目镜并穿着实验服。操作过程中避免与水和潮气接触,因为该化合物与水剧烈反应生成盐酸。若皮肤或眼睛接触,应立即用大量清水冲洗并寻求医疗救助。
参考文献
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 1992. (General reference for sulfonyl chloride reactivity and sulfonamide synthesis.)
- Kan, T.; Fukuyama, T. Ns strategies: a highly versatile synthetic method for amines. Chem. Commun. 2004, 353–359. (Reference for nosyl/nitrobenzenesulfonyl protecting group chemistry.) doi:10.1039/b311113k
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General reference for electrophilic sulfonylation and SNAr reactions.)
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)