2-(二氟甲基硫基)异吲哚-1,3-二酮:性质与用途
2-(二氟甲基硫基)异吲哚-1,3-二酮:性质与用途
2-(二氟甲硫基)异吲哚-1,3-二酮是一种专用的亲电二氟甲硫基化试剂,能够以高选择性将SCF2H基团引入有机分子,支持氟化药物和农用化学品的开发研究。
- 化学名称
- 2-(二氟甲硫基)异吲哚-1,3-二酮
- 产品编号
- I1530062
- 引入官能团
- 二氟甲硫基(–SCF2H)
- 试剂类别
- 亲电SCF2H转移试剂
- 核心骨架
- 异吲哚-1,3-二酮(邻苯二甲酰亚胺)
- 主要应用
- 后期氟化修饰及药物化学合成
化学特性与结构
2-(二氟甲硫基)异吲哚-1,3-二酮(产品编号:I1530062)属于以邻苯二甲酰亚胺(异吲哚-1,3-二酮)为骨架的N–S亲电试剂类别。硫原子直接与邻苯二甲酰亚胺氮相连,并携带二氟甲基(–CHF2)取代基,形成–N–S–CHF2活性转移单元。
二氟甲硫基(–SCF2H)基团因其独特的综合性质在现代药物和农化研究中备受关注,包括适中的亲脂性(π值约为0.24)、通过CHF2部分的C–H键提供氢键供体能力,以及相对于非氟化硫醚更高的代谢稳定性。这些特性使含–SCF2H的化合物成为极具吸引力的生物等排体和药效团元素。
亲电二氟甲硫基化反应机理
在亲电二氟甲硫基化反应中,2-(二氟甲硫基)异吲哚-1,3-二酮的硫中心充当亲电体。亲核底物(如烯醇盐、有机金属物种、胺类或富电子芳环)进攻硫原子,将邻苯二甲酰亚胺阴离子作为离去基团置换出去,从而形成带有–SCF2H基团的新C–S或N–S键。
邻苯二甲酰亚胺部分非常适合作为离去基团,因为生成的邻苯二甲酰亚胺阴离子受两侧羰基稳定化,从而降低了转移步骤的活化能。该机理类似于相关的N-氟苯磺酰亚胺(NFSI)或Selectfluor型试剂,但适用于以硫为中心的亲电性。
反应条件随底物不同而变化:C-亲核体通常需要碱(如LDA、NaH)原位生成活性亲核体,而S-或N-亲核体在较温和条件下即可反应。溶剂选择(THF、DMF、MeCN)和温度是优化收率与选择性的重要参数。
在药物及农用化学品研究中的应用
–SCF2H基团在针对改善ADMET特性的药物发现项目中日益普遍。其代谢稳定性、适中的亲脂性以及CHF2 C–H键的弱氢键供体能力被用于在不显著增加分子量的前提下精细调节结合亲和力和药代动力学特性。
2-(二氟甲硫基)异吲哚-1,3-二酮为先导化合物优化阶段引入–SCF2H提供了实用途径,尤其适用于复杂骨架的后期功能化,而经典方法(如使用ClSCF2H处理)可能条件苛刻或与敏感官能团不相容。
在农用化学品研究中,含–SCF2H的农药和杀菌剂与非氟化类似物相比,已显示出更强的生物活性和稳定性。因此,该试剂是探索此领域构效关系(SAR)的便捷合成工具。
操作、储存与安全注意事项
与大多数含亲电硫氟试剂一样,使用2-(二氟甲硫基)异吲哚-1,3-二酮时应佩戴适当的个人防护装备(PPE),包括耐化学品手套、安全护目镜和实验服,并在通风良好的通风橱中操作。
该化合物应储存于阴凉干燥环境中,远离潮湿和不相容的亲核体。建议在惰性气氛(氮气或氩气)下密封保存,以防水解或与大气中水分发生过早反应。
研究人员使用前应查阅Aladdin Scientific提供的安全数据表(SDS)。废物处理必须符合当地有关卤代有机化合物的法规要求。
常见问题
2-(二氟甲硫基)异吲哚-1,3-二酮用于哪类反应?
该试剂主要用作亲电二氟甲硫基化试剂,能够将–SCF2H基团引入碳、氮或硫亲核体中。典型底物包括烯醇盐、有机金属试剂、胺类和富电子芳烃。
–SCF2H基团在药物发现中为何具有价值?
–SCF2H基团具有适中的亲脂性、代谢稳定性以及弱C–H氢键供体能力的独特组合,有助于优化先导化合物的ADMET特性。它在药物化学研究中日益被用作其他极性基团的生物等排体。
如何储存该试剂以维持其稳定性?
该试剂应在惰性气氛(氮气或氩气)下密封储存于阴凉干燥处,远离潮湿和亲核性物质。具体储存条件请参阅Aladdin Scientific提供的安全数据表(SDS)。
2-(二氟甲硫基)异吲哚-1,3-二酮是否适用于后期官能化?
是的,其温和的亲电反应活性和操作简便性使其非常适合在复杂分子骨架上进行–SCF2H基团的后期引入,而较苛刻的传统氟化方法可能会破坏敏感官能团。
参考文献
- Tlili, A.; Billard, T. Difluoromethylthiolation of organic substrates. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, review on electrophilic SCF2H reagents.
- Aladdin Scientific product page for I1530062 — 2-(Difluoromethylsulfanyl)isoindole-1,3-dione.
- Hansch, C.; Leo, A.; Taft, R. W. A survey of Hammett substituent constants and resonance and field parameters. Chem. Rev. 1991, 91, 165–195. doi:10.1021/cr00002a004
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