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2-(氯甲基)吡啶盐酸盐:性质与用途

2-(氯甲基)吡啶盐酸盐是一种用途广泛的杂环构建模块,在有机合成中被广泛用作亲电烷基化试剂,用于将2-吡啶甲基基团引入目标分子。

化学名称
2-(氯甲基)吡啶盐酸盐
常用别名
2-皮考啉氯盐酸盐
产品编号
C117226
功能作用
亲电烷基化试剂;2-吡啶甲基供体
关键活性基团
苄基氯(被邻近吡啶氮激活)
储存建议
储存于阴凉干燥处,防潮保存

化学特性与物理性质

2-(氯甲基)吡啶盐酸盐(又称2-皮考啉氯盐酸盐,Aladdin产品编号C117226)由吡啶环在2位含有氯甲基取代基构成,以盐酸盐形式稳定存在。与游离碱相比,盐酸盐形式在常规实验室使用中更为稳定,便于操作,且在储存过程中不易发生水解,因此更受欢迎。

该化合物通常以白色至类白色晶体固体的形式供应。作为盐酸盐,其具有吸湿性;使用后应立即重新密封容器,并存放于阴凉干燥处。盐酸盐形式的分子式为C6H7ClN·HCl,分子量约为164.04 g/mol。

苄基C–Cl键受邻位吡啶氮原子的吸电子效应活化,使该化合物成为活性亲电试剂,在温和条件下即可发生亲核取代反应。

合成与主要反应应用

2-(氯甲基)吡啶盐酸盐的主要用途在于其作为2-吡啶甲基转移试剂的功能。在碱性水溶液或混合溶剂条件下,游离碱从盐酸盐中原位释放,随后可与多种亲核试剂发生反应。常见的反应对象包括:

  • 胺和酰胺——N-烷基化,将2-吡啶甲基引入氮杂环或仲胺,这一结构片段在药物中间体中十分常见。
  • 硫醇和硫醚——S-烷基化,形成与前药设计和配位化学相关的2-吡啶甲硫醚键。
  • 醇和酚——在适当碱性条件下进行O-烷基化,生成醚键连接的吡啶甲基产物。
  • 活性亚甲基化合物——通过烯醇中间体进行C-烷基化,实现碳-碳键的形成。
  • 配位化学——该试剂引入的2-吡啶甲基单元是多齿配体骨架(如三(2-吡啶甲基)胺,TPMA)的关键组成部分,广泛用于生物无机模型研究和催化。

反应通常在极性非质子溶剂(DMF、乙腈、DMSO)中,或在以K2CO3、Cs2CO3等无机碱为碱的水/有机两相体系中进行。由于游离碱对水分敏感,中和后应尽快进行反应操作。

在药物化学与配位化学中的作用

该试剂引入的2-吡啶甲基药效团存在于众多具有生物活性的化合物和候选药物中。它将路易斯碱性的吡啶氮原子与短亚甲基连接臂结合,赋予母体骨架金属结合能力和亲脂性,这种双重功能使其在以下领域具有吸引力:

药物发现:2-皮考啉基团存在于靶向金属蛋白酶和激酶的酶抑制剂中。其配位过渡金属中心(如Zn2+、Cu2+、Fe2+)的能力已被用于设计基质金属蛋白酶(MMP)抑制剂和抗菌药物。

配体合成:多齿氮配体如双(2-吡啶甲基)胺(BMPA)、三(2-吡啶甲基)胺(TPMA)及相关结构均以2-(氯甲基)吡啶盐酸盐为烷基化试剂合成。这些配体可稳定高价金属-氧中间体,在氧化催化中具有重要作用,并可作为金属酶活性位点的模型。

放射性药物和显像剂:基于吡啶甲基的双功能螯合剂已被研究用于放射性标记应用,其中受控的金属配位至关重要。

安全操作、储存与法规注意事项

2-(氯甲基)吡啶盐酸盐是一种活性烷基氯化物,操作时应采取适当的防护措施:

  • 皮肤和眼睛刺激:该化合物被归类为刺激性物质。处理时应佩戴丁腈手套、安全护目镜和实验室外套。
  • 呼吸防护:应在通风良好的通风橱中操作,以避免吸入粉尘或蒸气。
  • 反应性:作为烷基化试剂,其可能具有潜在的诱变性;有关具体危害分类,请参阅最新安全数据表(SDS)。
  • 对水分的敏感性:由盐中释放的游离碱对水解敏感。盐酸盐应密封储存于阴凉干燥处,避光并远离水分来源。
  • 废物处置:按照当地含卤有机废物的相关法规处置残余物和反应废液。

研究人员在使用前应查阅Aladdin Scientific提供的产品SDS(产品编号C117226),以获取权威的危害、急救和处置信息。

常见问题

为什么2-(氯甲基)吡啶盐酸盐以盐酸盐形式供应而非游离碱?

2-(氯甲基)吡啶的游离碱形式是一种对水分敏感的液体,容易水解且难以操作和储存。转化为盐酸盐后,可得到稳定的晶体固体,保质期更长,便于实验室采购和使用。游离碱可在反应前通过用适当的碱(如K₂CO₃、Et₃N)处理盐酸盐来原位释放。

使用该试剂进行N-烷基化反应时,推荐使用哪些溶剂和碱?

最常用的是极性非质子溶剂,如DMF、乙腈或DMSO,因为它们既能溶解无机碱,又能使亲核试剂保持活性形式。常用的温和无机碱包括K₂CO₃或Cs₂CO₃;对于位阻较大或亲核性较弱的底物,优先选用Cs₂CO₃。根据底物反应活性,反应通常在室温至80°C下进行。

2-(氯甲基)吡啶盐酸盐能否用于合成金属配位的多齿配体?

可以。该化合物是合成多齿吡啶甲基配体的标准试剂。例如,通过氨或伯胺与2-(氯甲基)吡啶盐酸盐的逐步N-烷基化,可分别得到双(2-吡啶甲基)胺(BMPA)和三(2-吡啶甲基)胺(TPMA),这些配体在生物无机模型化学和氧化催化中具有重要意义。通过严格控制化学计量比和反应条件,可以选择性地形成单取代、双取代或三取代产物。

如何储存2-(氯甲基)吡啶盐酸盐(C117226)以保持其质量?

将该化合物储存在密封容器中,置于阴凉干燥处,避免接触水分、光线和不相容物质。由于该盐具有吸湿性,应尽量减少与潮湿空气的接触。建议在干燥环境中称取所需用量,并立即重新密封容器。请务必查阅Aladdin Scientific最新SDS,以获取具体的储存温度建议。

参考文献

  1. Que, L. Jr.; Tolman, W. B. Biologically inspired oxidation catalysis. Nature 2008, 455, 333–340. doi:10.1038/nature07371
  2. Mialane, P. et al. Coordination chemistry of pyridylmethyl ligands with transition metals: synthesis and applications. Coordination Chemistry Reviews, general reference — specific volume/page not confirmed.
  3. Aladdin Scientific. Product datasheet: 2-(Chloromethyl)pyridine hydrochloride, SKU C117226. Retrieved from aladdin-e.com.

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《2-(氯甲基)吡啶盐酸盐:性质与用途》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月5日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/2-chloromethyl-pyridine-hydrochloride-properties-uses.html
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