2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮:性质与应用
2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮:性质与应用
2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮是一种多功能杂环构建模块,同时具备活性氯甲基亲电中心和互变异构的嘧啶酮核心,使其成为合成具有生物活性化合物及新型药物的重要中间体。
- IUPAC命名
- 2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮
- 货号
- C1369303
- 分子式
- C6H7ClN2O
- 分子量
- 158.58 g/mol
- 核心骨架
- 嘧啶-4(3H)-酮(嘧啶酮)
- 关键活性基团
- 氯甲基(–CH2Cl)亲电基团
- 主要用途
- 杂环化学与药物化学中的合成中间体
化学结构与理化性质
2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮属于嘧啶酮类杂环化合物。其分子式为C6H7ClN2O,分子量约为158.58 g/mol。该化合物含有一个六元类芳香环,环内1位和3位各有一个氮原子,4位为羰基(氧代)基团,6位为甲基取代基,2位为氯甲基基团。
嘧啶酮环能够发生内酰胺–内酰亚胺互变异构,根据溶剂和pH条件的不同,在4-氧代(NH)形式和4-羟基(OH)形式之间达到平衡。这种互变异构行为影响其反应活性及分子间氢键形成能力。2位的氯甲基基团(–CH2Cl)是主要的亲电反应位点,易与胺、硫醇、醇及碳亲核试剂发生亲核取代(SN2)反应。
该化合物预期在室温下为固体。应储存于阴凉干燥处,避免接触水分及不相容的亲核试剂,以防止氯甲基基团发生提前水解或取代反应。
合成应用与反应活性
2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮的双重官能团特性使其成为有机合成及药物化学中极具吸引力的构建模块。氯甲基部分作为烷基化手柄,能够在温和条件下将嘧啶酮药效团高效地引入各类亲核骨架分子。
典型转化反应包括:(1)胺、磺酰胺或含氮杂环化合物的N-烷基化,生成N-[(6-甲基-4-氧代-1,4-二氢嘧啶-2-基)甲基]衍生物;(2)硫醇或硫代酰胺的S-烷基化,得到硫醚连接的嘧啶酮缀合物;(3)苯酚或醇的O-烷基化;(4)通过烯醇化物或稳定碳负离子的C-烷基化,延伸碳骨架。
嘧啶酮核心本身还可通过缩合、环加成或金属催化交叉偶联反应在适当位置进一步修饰,拓宽其在化合物库合成及构效关系(SAR)研究中的应用范围。
药物化学相关性
含嘧啶酮的化合物是众多治疗药物中重要的生物活性骨架类别。2-亚甲基嘧啶-4-酮结构基元见于多种抗病毒、抗菌、抗炎及激酶抑制剂候选药物中。通过提供带有活化亚甲基连接臂的预制嘧啶酮环,2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮可加速构建针对上述生物活性的聚焦化合物库。
氯甲基基团可用于基于片段的药物发现,实现与带有亲核基团的药效片段的快速偶联。C-6位甲基可能有助于调节亲脂性及与生物靶标结合时的立体效应。从事苗头化合物到先导化合物优化或先导化合物优化项目的研究人员,可能会发现该构建模块在围绕嘧啶酮核心产生结构多样性方面尤为实用。
安全操作、储存与法规注意事项
作为一种烷基氯化物,2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮在操作时应格外谨慎。含氯甲基的化合物是潜在的烷基化试剂,可能对皮肤、眼睛和黏膜产生刺激性。操作该化合物时,应始终佩戴个人防护装备(PPE),包括耐化学品手套、安全护目镜和实验服。
操作应在通风良好的通风橱中进行,以尽量减少吸入暴露。化合物应存放于密封容器中,置于阴凉干燥处,避免光照和潮湿。强碱、强氧化剂和水分均为不相容物质,可将氯甲基基团水解为相应的羟甲基衍生物。
废弃物处置必须符合有关卤代有机废物的地方和机构法规。用户在使用前应查阅阿拉丁科学提供的安全数据表(SDS)及适用的国家化学品安全法规。本产品仅供科学研究使用,不适用于制药、食品或兽医用途。
常见问题
2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮的主要反应位点是什么?
主要反应位点为嘧啶酮环2位的氯甲基基团(–CH2Cl)。该基团可与胺、硫醇、醇及碳亲核试剂发生SN2亲核取代反应,使该化合物成为多功能烷基化构建模块。
如何储存2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮以保持其稳定性?
该化合物应存放于密封容器中,置于阴凉干燥处,避免光照和潮湿。接触水分或质子性溶剂可能导致氯甲基基团水解,影响试剂纯度。应避免与强碱和氧化剂接触。
C1369303最适合哪些类型的研究应用?
C1369303最适合有机合成化学和药物化学研究,特别是用于制备含嘧啶酮化合物库、基于片段的药物发现,以及针对抗病毒、抗菌或激酶相关生物活性的构效关系研究。
2-(氯甲基)-6-甲基-1H-嘧啶-4-酮是否存在互变异构现象?
是的。嘧啶酮环在4-氧代(NH)形式与4-羟基(OH)形式之间发生内酰胺–内酰亚胺互变异构。占主导的互变异构体取决于溶剂极性和pH值。研究人员在解读光谱数据或设计涉及环氮原子的反应时,应充分考虑这一平衡现象。
参考文献
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 4th ed. Wiley-Interscience, 1992. (General reference for SN2 reactivity of alkyl halides and heterocyclic tautomerism.)
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry. 5th ed. Wiley-Blackwell, 2010. (General reference for pyrimidinone chemistry and reactivity.)
- Aladdin Scientific. Product Information: 2-(Chloromethyl)-6-methyl-1H-pyrimidin-4-one, SKU C1369303. Aladdin Scientific, 2024.
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