2-氯嘧啶:性质、用途及操作常见问题解答
2-氯嘧啶:性质、用途及操作常见问题解答
2-Chloropyrimidine is a halogenated diazine building block widely employed in medicinal chemistry and materials science for the introduction of a pyrimidine ring via nucleophilic aromatic substitution reactions.
- CAS号
- 1722-12-9
- 分子式
- C₄H₃ClN₂
- 分子量
- 114.53 g/mol
- 外观
- 白色至类白色结晶固体
- Aladdin货号
- C132282
- 主要用途
- 用于亲核芳香族取代反应和交叉偶联的亲电性嘧啶构建模块
什么是2-氯嘧啶?其主要性质是什么?
2-氯嘧啶(CAS 1722-12-9)是一种六元含氮杂环化合物,属于嘧啶类化合物。其分子式为C₄H₃ClN₂,分子量为114.53 g/mol。该化合物具有嘧啶环骨架,氯取代基位于2位,与1位和3位的两个环氮原子相邻。
两个吸电子环氮的存在使连接氯原子的碳原子对亲核芳香族取代反应(SNAr)高度活泼,其C–Cl键的反应活性显著高于类似的氯苯衍生物。在室温下,2-氯嘧啶为白色至类白色结晶固体,可溶于二氯甲烷、乙醇、乙腈和四氢呋喃等常见有机溶剂,但在水中溶解度有限。
2-氯嘧啶的主要合成应用有哪些?
2-氯嘧啶是一种多功能亲电构建模块,广泛应用于多个合成化学领域:
- 亲核芳香族取代反应(SNAr):缺电子的嘧啶环可与氧、氮、硫及碳亲核试剂发生氯离子的便捷置换反应,从而轻松制备2-氨基、2-烷氧基和2-硫代嘧啶衍生物,这些衍生物均为常见的药效团。
- 过渡金属催化的交叉偶联:2-氯嘧啶可参与钯催化的Suzuki–Miyaura、Buchwald–Hartwig和Negishi偶联等反应,用于构建药物发现中重要的联芳基和杂芳基骨架。
- 药物中间体:嘧啶核心广泛存在于激酶抑制剂、抗病毒药物和抗菌药物等多种生物活性分子中,2-氯嘧啶是合成此类化合物的关键起始原料或中间体。
- 材料科学:由2-氯嘧啶衍生的含嘧啶骨架可应用于有机半导体的设计及配位化学中的配体合成。
2-氯嘧啶应如何安全储存和操作?
储存:将2-氯嘧啶储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的环境中,远离水分、热源以及强氧化剂、强碱和强酸等不相容物质。为长期保持纯度,建议在惰性气氛下于2–8 °C条件下储存。
操作注意事项:2-氯嘧啶被列为刺激性物质,接触或吸入后可能对皮肤、眼睛和呼吸道产生刺激。操作时务必在通风橱中进行,并佩戴适当的个人防护装备(PPE):丁腈手套、防护眼镜和实验室外套。避免产生粉尘。若皮肤或眼睛接触,应立即用大量清水冲洗并寻求医疗建议。
废物处置:废弃物的处置应符合当地及国家环境法规的要求,不得将其排放至下水道或自然环境中。
2-氯嘧啶与其他氯嘧啶异构体有何区别?
氯嘧啶异构体——2-氯、4-氯和5-氯嘧啶——由于氯取代基相对于环氮原子的位置不同,其反应活性和选择性各有差异。
2-氯嘧啶的氯原子对称地位于两个氮原子之间,对C-2位提供高度的亲电活化,使其成为常见异构体中对SNAr反应活性最高的化合物。这种对称性也简化了许多反应中的区域选择性考量。
4-氯嘧啶的氯原子与一个氮原子相邻,提供活化但不对称的反应位点,在多步合成中可提供有用的化学选择性。
5-氯嘧啶的氯原子位于不被相邻氮原子直接活化用于SNAr的位置,因此在亲核取代反应中活性显著较低,但作为金属催化反应的底物具有一定价值。
异构体的选择取决于目标分子所需的取代模式和反应活性要求。
质量、纯度及订购信息
Aladdin Scientific提供研究级2-氯嘧啶(货号:C132282)。研究人员在使用前应查阅产品规格书(CoA),以获取确认的纯度等级、分析数据(包括GC或HPLC纯度、熔点和核磁共振数据)及批次特定信息。
下订单时,请确认所需数量和纯度等级满足您的实验需求。如需大批量或定制规格,请联系Aladdin销售团队。产品页面提供安全数据表(SDS)等相关文件,以支持实验室的法规合规工作。
如有关于2-氯嘧啶的相容性、替代规格或技术支持方面的问题,欢迎联系Aladdin技术支持团队获取帮助。
常见问题
2-氯嘧啶的CAS号是什么?
2-氯嘧啶的CAS注册号为1722-12-9。该编号唯一标识该化合物,在检索数据库、下订单或在出版物中引用该化合物时均应使用此编号。
为什么2-氯嘧啶在SNAr反应中比氯苯更具反应活性?
嘧啶环1位和3位的两个环氮原子具有强烈的吸电子效应,使环系缺电子。这种缺电子性稳定了亲核芳香族取代反应中形成的Meisenheimer络合物中间体,与缺乏此类活化基团的氯苯相比,反应活化能显著降低。因此,2-氯嘧啶可在温和条件下与多种亲核试剂发生SNAr反应。
2-氯嘧啶能否用于钯催化的交叉偶联反应?
是的,2-氯嘧啶可作为亲电试剂参与钯催化的交叉偶联反应,包括Suzuki–Miyaura偶联(与硼酸反应)、Buchwald–Hartwig偶联(用于C–N键的形成)和Negishi偶联(与有机锌试剂反应)。由于芳基氯在氧化加成中的反应活性通常低于芳基溴或芳基碘,因此选择合适的配体对于获得良好收率至关重要。
2-氯嘧啶参与的反应适合使用哪些溶剂?
2-氯嘧啶易溶于DMF、DMSO、乙腈和THF等极性非质子溶剂,这些均为SNAr反应和交叉偶联反应的合适选择。二氯甲烷和乙醇也常被使用。由于溶解度有限,通常应避免以水作为主要溶剂,但在特定情况下可使用含水共溶剂体系。
我应如何确认从Aladdin收到的2-氯嘧啶的纯度?
Aladdin每批次的2-氯嘧啶(货号:C132282)均附有质量分析报告(CoA),详细说明纯度(通常通过GC或HPLC检测)、熔点及其他质量参数。可使用标签上印制的批次号从产品页面下载CoA。如需进一步的分析验证,可使用¹H NMR、¹³C NMR或质谱等技术确认化合物的结构和纯度。
参考文献
- March, J.; Smith, M. B. March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 7th ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2013. (Chapter on Nucleophilic Aromatic Substitution)
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry, 5th ed.; Wiley-Blackwell: Oxford, 2010. (Chapter on Pyrimidines)
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chem. Rev. 1995, 95, 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
- Aladdin Scientific. 2-Chloropyrimidine Product Page, SKU C132282. https://www.aladdin-e.com
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