2-氯喹喔嗪:性质、合成与应用
2-氯喹喔嗪:性质、合成与应用
2-chloroquinoxaline是一种卤代双环杂芳香族化合物,广泛用作药物化学、农用化学品研究及功能多样的喹喔啉衍生物合成中的多功能亲电构建模块。
- CAS号
- 1448-87-9
- 分子式
- C₈H₅ClN₂
- 分子量
- 164.59 g/mol
- 外观
- 白色至类白色结晶固体
- 熔点
- 约48–51 °C(文献范围)
- 关键反应活性
- C-2位具有亲电性,可发生亲核芳香取代反应(SNAr)
- Aladdin产品编号
- C132475
化学结构与物理性质
2-氯喹喔啉(CAS 1448-87-9)属于苯并吡嗪杂环的喹喔啉家族,分子式为C₈H₅ClN₂,分子量为164.59 g/mol。该化合物具有稠合苯环–吡嗪双环体系,氯原子位于吡嗪环的2位。
两个环氮原子的存在使芳香体系电子密度降低,使带有氯取代基的碳原子具有显著的亲电性,这一电子效应是该化合物广泛合成用途的基础。该化合物在室温下为固体(熔点约48–51 °C,待核实),可在标准实验室条件下方便地处理和称量,易溶于二氯甲烷、四氢呋喃和二甲基甲酰胺等常用有机溶剂。
反应活性与关键合成转化
2-氯喹喔啉的主要合成价值在于其C-2位对亲核芳香取代反应(SNAr)的亲电活化。由于相邻的环氮原子能稳定Meisenheimer络合物中间体,氯离去基团在温和条件下即可被多种亲核试剂高效取代。
常见转化反应包括:
- 胺化反应:与伯胺或仲胺反应,生成2-氨基喹喔啉衍生物,这是激酶抑制剂研究和抗菌药物设计中的优势骨架。
- 醚化和硫醚化反应:醇盐和硫醇盐取代氯原子,生成可用作药效团片段的2-烷氧基和2-硫醚喹喔啉。
- 过渡金属催化交叉偶联:C–Cl键参与钯催化的Suzuki–Miyaura和Buchwald–Hartwig反应,实现C–C和C–N键的形成,从而构建结构复杂的喹喔啉化合物库。
- 缩合与环化:2-氯喹喔啉可作为多组分反应中的亲电组分,用于构建多环杂芳香骨架。
这些多样的反应途径使2-氯喹喔啉成为化合物库合成中的高通量构建模块。
在药物化学与农用化学品研究中的应用
喹喔啉核心是天然产物和已批准药物中存在的生物相关杂芳香骨架。C-2位带有取代基的衍生物已展现出广泛的生物活性,使2-氯喹喔啉成为具有战略重要性的中间体。
药物化学:由2-氯喹喔啉衍生的2-氨基喹喔啉已被探索用作蛋白激酶抑制剂,包括与肿瘤学靶点相关的激酶。该骨架还被研究用于抗菌、抗病毒、抗炎和抗寄生虫等领域。氯基团的易取代性使研究人员能够快速围绕喹喔啉药效团开展构效关系(SAR)研究。
农用化学品研究:喹喔啉衍生物已被研究用作杀菌剂和除草剂,2-氯喹喔啉为合成候选农用化学品结构提供了便捷的起始点。
材料科学:基于喹喔啉的有机半导体和荧光染料是一个活跃的研究领域;2-氯喹喔啉可作为单体或偶联伙伴,用于构建共轭聚合物和小分子发光体。
操作、储存与安全注意事项
与所有卤代杂芳香族化合物一样,2-氯喹喔啉在操作时应采取适当的实验室防护措施。用户在使用前应查阅产品C132475随附的最新安全数据表(SDS),以获取权威的危害分类、GHS象形图、急救措施和废弃物处置指南。
一般指导原则:
- 在通风良好的通风橱中操作,避免吸入粉尘或蒸气。
- 穿戴适当的个人防护装备:耐化学品手套、防护眼镜和实验服。
- 按照SDS建议,密封保存于阴凉、干燥、避光、防潮的环境中。
- 在强制条件下与强氧化剂和强碱不相容。
- 按照当地关于卤代有机废物的法规处置废料。
Aladdin Scientific以规定纯度供应C132475;请参阅产品页面上的最新分析证书(CoA)以确认纯度、外观和批次特定数据。
常见问题
是什么使2-氯喹喔啉成为有用的合成构建模块?
喹喔啉体系中吸电子的环氮原子使C-2位的氯取代基对亲核芳香取代反应具有活性,从而使氯离子能被胺、醇盐、硫醇盐和有机金属亲核试剂高效取代,为药物发现和材料研究提供了快速获取结构多样喹喔啉衍生物的途径。
2-氯喹喔啉可以进行哪些钯催化反应?
2-氯喹喔啉是多种钯催化交叉偶联反应的有效亲电伙伴,包括与芳基或杂芳基硼酸进行Suzuki–Miyaura偶联以形成C–C键,以及进行Buchwald–Hartwig胺化反应以形成C–N键。根据所用亲核试剂的不同,可能需要优化催化剂用量、配体、碱和溶剂。
应如何储存2-氯喹喔啉以保持其稳定性?
2-氯喹喔啉应密封保存于阴凉、干燥的环境中,避免光照和潮湿。请务必参阅Aladdin产品C132475随附的SDS和分析证书,以获取针对特定批次的储存说明和有效期信息。
2-氯喹喔啉是否适合用于激酶抑制剂药物发现项目?
是的,喹喔啉骨架在激酶抑制剂研究中应用广泛,2-氯喹喔啉通过与胺类进行SNAr反应,可直接作为2-氨基喹喔啉衍生物的前体。此类衍生物在文献中已被探索用作ATP竞争性抑制剂;但研究人员应自行开展生物评价,并查阅一级文献以获取特定靶点数据。
参考文献
- Comprehensive Heterocyclic Chemistry (multivolume reference series). Quinoxalines chapter. Elsevier. Specific edition and page numbers to be confirmed.
- March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. Nucleophilic aromatic substitution. Wiley. Specific edition to be confirmed.
- Aladdin Scientific. Product C132475: 2-Chloroquinoxaline. Certificate of Analysis and Safety Data Sheet. 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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