2-(氯甲基)-5-(4-氯苯基)-1,3,4-恶二唑:性质与用途
2-(氯甲基)-5-(4-氯苯基)-1,3,4-恶二唑:性质与用途
2-(氯甲基)-5-(4-氯苯基)-1,3,4-噁二唑是一种双官能团杂环合成砌块,在1,3,4-噁二唑环上同时具有活性氯甲基手柄和4-氯苯基取代基,是构建具有药理活性化合物及新型材料的多功能中间体。
- IUPAC名称
- 2-(氯甲基)-5-(4-氯苯基)-1,3,4-噁二唑
- 货号
- C300624
- 分子式
- C9H6Cl2N2O
- 核心杂环
- 1,3,4-噁二唑(含一个氧原子和两个氮原子的五元环)
- 关键反应位点
- 2位氯甲基(–CH2Cl),易发生亲核取代反应(SN2)
- 取代基
- 5位4-氯苯基,提供吸电子性质及亲脂性
化学结构与理化性质
2-(氯甲基)-5-(4-氯苯基)-1,3,4-噁二唑(C300624)属于1,3,4-噁二唑类芳香杂环化合物。1,3,4-噁二唑环为平面型缺电子五元环,在1、3、4位含有一个氧原子和两个氮原子,与许多开链类似物相比具有显著的代谢稳定性。
该分子含有两个不同的含氯官能团:2位的氯甲基(–CH₂Cl)作为烷基化亲电试剂,可被各类氮、氧和硫亲核试剂取代;5位的4-氯苯基芳环可增强亲脂性,并引入吸电子取代基,从而调控杂环核心的电子密度。这种官能团组合使该化合物在药物化学和合成化学领域具有高度通用性。
分子式为C₉H₆Cl₂N₂O,分子量约为229.06 g/mol。由于亲脂性芳基-噁二唑骨架的存在,预计该化合物在室温下为固态,水溶性有限,最佳储存条件为低温、干燥、惰性气氛,并应避免与水分及可能与氯甲基发生提前反应的亲核污染物接触。
合成及作为合成砌块的作用
1,3,4-噁二唑通常通过二酰肼的环化脱水,或酰肼与二硫化碳反应后氧化脱硫等经典路线合成。本化合物中的4-氯苯基取代基通常在酰肼阶段由4-氯苯甲酸或相应活化衍生物引入。
2位的氯甲基是主要的合成手柄,可与以下多种亲核试剂高效发生亲核取代(SN2)反应:
- 胺类——生成与抗菌及抗真菌研究相关的氨甲基噁二唑衍生物;
- 硫醇及硫醇盐——引入生物活性骨架中常见的硫醚连接;
- 烷氧基和苯氧基负离子——生成醚键连接的缀合物;
- 叠氮化物——提供可用于点击化学(CuAAC)的叠氮甲基中间体。
这一反应特征使C300624成为多样性导向合成、基于片段的药物发现以及针对感染性疾病、肿瘤学和中枢神经系统疾病的聚焦化合物库快速构建中极具价值的亲电合成子,这些领域在文献中均有大量含1,3,4-噁二唑药物及候选物的报道。
在药物化学和农业化学中的应用
1,3,4-噁二唑环系是药物发现中的优势骨架,其代谢稳定性、作为氢键受体的能力以及模拟酰胺键的潜力(生物电子等排替换)使其被纳入多个治疗领域的大量临床及临床前候选分子中。
由含吸电子芳基(如C300624中的4-氯苯基)的氯甲基噁二唑亲电试剂构建的衍生物已在以下领域得到探索:
- 抗菌剂:据报道,4-氯苯基-1,3,4-噁二唑缀合物对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌表现出活性,通常通过干扰细胞壁生物合成或外排机制发挥作用。
- 抗癌骨架:通过亚甲基桥(来源于–CH₂Cl基团)与喹啉、三唑或磺酰胺等药效基团相连的噁二唑杂合分子,在基于细胞的实验中表现出细胞毒性和抗增殖活性。
- 农药先导化合物:氯苯基噁二唑基序出现在杀菌剂和除草剂研究中,利用杂环核心的亲脂性和代谢稳定性实现叶面吸收和系统活性。
研究人员应注意,本文档不报告C300624本身的具体生物活性数据;其主要价值在于作为合成中间体,而非最终活性成分。
操作、安全及储存建议
与所有含卤有机实验室试剂一样,操作2-(氯甲基)-5-(4-氯苯基)-1,3,4-噁二唑(C300624)时必须采取适当的预防措施。使用前,研究人员应查阅Aladdin Scientific提供的最新安全数据表(SDS)以获取完整的危害信息。
一般操作指南:
- 在通风良好的通风柜中操作,以尽量减少对任何蒸气或细微粉尘的吸入暴露。
- 佩戴适当的个人防护装备(PPE):至少应佩戴丁腈手套、安全眼镜或护目镜,并穿实验室工作服。
- 储存期间避免与强碱、还原剂及活性亲核试剂接触,以防止氯甲基基团发生意外分解或反应。
- 如发生皮肤或眼部接触,应立即用大量清水冲洗并视情况就医。
储存:在密封容器中于低温(2–8 °C或按标签规定)、干燥、避光条件下储存。建议对已开封容器进行惰性气体保护,以防止水分进入。远离强氧化剂和强碱等不相容物质。
废弃处置:按照当地、国家及机构关于卤代有机废物的法规进行废弃物处置。
常见问题
2-(氯甲基)-5-(4-氯苯基)-1,3,4-噁二唑的主要合成用途是什么?
该化合物作为双官能团亲电合成砌块使用。其氯甲基可与胺、硫醇、烷氧基负离子和叠氮化物等多种亲核试剂发生SN2反应,生成广泛用于药物化学、农化研究和材料科学的1,3,4-噁二唑衍生物。
为何1,3,4-噁二唑环被认为是药物发现中的优势骨架?
1,3,4-噁二唑环具有代谢稳定性,可作为酰胺键的生物电子等排体,并发挥氢键受体的作用,赋予其良好的药代动力学特征。这些性质结合其合成可及性,使其成为抗菌、抗癌和中枢神经系统候选药物中反复出现的结构基序。
应如何储存C300624以保持试剂的完整性?
将化合物储存于密封容器中,条件为2–8 °C(或按产品标签规定),干燥、避光。对已开封容器使用惰性气体保护以隔绝水分。避免与强亲核试剂、强碱或强氧化剂共同储存,以防氯甲基基团发生反应或降解。
C300624是否适用于点击化学应用?
是的,氯甲基可通过与叠氮化钠反应转化为叠氮甲基中间体,后者可作为铜催化叠氮-炔烃环加成(CuAAC)点击化学的底物。这进一步拓展了C300624在生物偶联和文库合成工作流程中的应用。
操作该化合物时建议使用哪些个人防护装备?
至少应佩戴丁腈手套、安全眼镜或防化学品飞溅护目镜,并穿实验室工作服。所有操作均应在通风良好的通风柜中进行。开始操作前请查阅Aladdin Scientific最新安全数据表(SDS)以获取完整的危害及急救信息。
参考文献
- Bajaj, S. et al. 1,3,4-Oxadiazole: a versatile moiety in drug discovery. Mini-Reviews in Medicinal Chemistry, 2019. (General review of 1,3,4-oxadiazole pharmacology and synthesis — specific volume and page numbers not confirmed.)
- Lal, K. et al. Synthesis and biological evaluation of 1,3,4-oxadiazole derivatives bearing 4-chlorophenyl moiety as potential antimicrobial agents. (Representative example of the synthetic class — full bibliographic details not confirmed.)
- Aladdin Scientific product page: 2-(Chloromethyl)-5-(4-chlorophenyl)-1,3,4-oxadiazole, SKU C300624.
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)