2-Propylbenzo[d]thiazole:性质、合成与应用
2-Propylbenzo[d]thiazole:性质、合成与应用
2-Propylbenzo[d]thiazole是一种含硫和氮的双环杂环化合物,属于苯并噻唑家族,在合成化学中作为多用途中间体,广泛用于制备具有生物活性的化合物、染料及功能材料。
- 化学名称
- 2-丙基苯并[d]噻唑
- 分子式
- C10H11NS
- 分子量
- 177.26 g/mol
- 核心骨架
- 苯并[d]噻唑(苯环与噻唑环稠合)
- 关键取代基
- C-2位正丙基取代
- 主要用途
- 药物及农用化学品合成中间体
- 外观
- 通常为淡黄色至无色液体或低熔点固体
化学结构与物理性质
2-Propylbenzo[d]thiazole由苯并噻唑双环核心组成——苯环与1,3-噻唑环稠合而成——在C-2位带有正丙基取代基。噻唑环在1位含有硫原子,在3位含有氮原子,赋予杂环体系显著的吸电子特性,并影响化合物的反应性。
该化合物分子式为C10H11NS,分子量约为177.26 g/mol。相较于未取代的2-苯并噻唑母体,C-2位丙基链的引入提高了亲脂性,这对生物应用中的膜渗透性具有重要意义。该化合物预计难溶于水,但易溶于二氯甲烷、乙醇和乙酸乙酯等常用有机溶剂。
芳香族苯并噻唑核心赋予化合物紫外吸收性能,且在紫外光下可能表现出特征荧光,这是许多苯并噻唑衍生物的共同特性。2-烷基苯并噻唑的红外光谱通常在1590–1610 cm−1附近显示C=N伸缩振动,在600–700 cm−1区域显示C–S伸缩振动峰。
合成与制备方法
苯并噻唑骨架经典的构建方法是Jacobson–Hugershoff环化反应,即苯胺衍生物与羧酸(或其等价物)在硫源和氧化剂存在下缩合。对于2-Propylbenzo[d]thiazole,丁酸(或丁醛)作为C-2碳源,与2-氨基苯硫酚在氧化条件下反应,得到目标杂环化合物。
现代替代方法包括:
- 过渡金属催化:铜或铁催化的2-氨基苯硫酚与醛或酮的氧化环化,在温和条件下高效制备2-取代苯并噻唑。
- 电化学合成:阳极氧化环化提供更绿色的路线,避免使用化学计量氧化剂。
- 多组分反应:包含2-氨基苯硫酚、醛和氧化剂的一锅缩合策略,可快速实现2-烷基苯并噻唑化合物库的合成。
纯化通常通过柱色谱或减压蒸馏完成,以1H NMR、13C NMR及GC-MS或HPLC分析验证纯度。
生物活性与药理学意义
苯并噻唑杂环是药物化学中的优势骨架,出现在众多FDA批准药物和临床候选化合物中。2-烷基苯并噻唑(包括丙基取代变体)在以下方面受到广泛关注:
- 抗菌剂:多种2-烷基苯并噻唑衍生物表现出抗菌和抗真菌活性,部分归因于烷基取代基赋予的亲脂性促进了膜渗透。
- 抗癌先导化合物:苯并噻唑类化合物已被探索作为肿瘤学研究中的激酶抑制剂和微管蛋白结合剂。
- 酶抑制剂:噻唑氮可与酶活性位点中的金属中心配位,使该骨架在金属酶抑制剂设计中具有重要意义。
C-2位的丙基基团与较短或较长链类似物相比,调节了logP、水溶性和代谢稳定性等药代动力学参数,使2-Propylbenzo[d]thiazole成为构效关系(SAR)研究中有用的参考化合物和起始原料。
在材料科学与工业化学中的应用
除药物研究外,2-烷基苯并噻唑在材料和工业领域也发挥重要作用:
- 荧光探针与染料:苯并噻唑核心的延伸π体系支持高效的光吸收和发射。烷基取代苯并噻唑被引入花菁染料、OLED发光材料及用于金属离子检测的荧光化学传感器中。
- 缓蚀剂:苯并噻唑衍生物作为铜、钢及其他金属在工业冷却和加工系统中的缓蚀剂已有充分文献记载,其通过硫和氮杂原子吸附在金属表面发挥作用。
- 橡胶硫化促进剂:某些苯并噻唑类化合物(如巯基苯并噻唑衍生物)在工业上用作橡胶加工促进剂;2-烷基变体在此背景下用作合成中间体。
- 农用化学品:该骨架出现在杀菌剂和除草剂研究项目中,亲脂性烷基基团有助于配方制备和生物利用度提升。
操作、储存与安全注意事项
与大多数有机杂环化合物一样,使用2-Propylbenzo[d]thiazole时应遵守标准实验室安全规程:
- 个人防护装备(PPE):佩戴适当手套(推荐丁腈手套)、护目镜和实验室工作服。在通风良好的通风橱中操作,以减少吸入暴露。
- 储存:密封保存于阴凉、干燥、避光条件下,远离强氧化剂和明火。建议冷藏(2–8 °C)以保证长期稳定性。
- 废物处置:按照当地关于有机溶剂和杂环化合物废物流的法规要求处置废弃物。
- 泄漏处理:用惰性材料(如蛭石或干砂)吸收泄漏物,收集至适当废物容器中,避免排入下水道或环境。
研究人员应查阅Aladdin Scientific提供的最新安全数据表(SDS),以获取该化合物(SKU:P726785)最准确、最新的危害分类、急救措施及法规信息。
常见问题
2-Propylbenzo[d]thiazole在研究中有什么用途?
2-Propylbenzo[d]thiazole主要用作药物化学、农用化学品研究和材料科学中的合成中间体和构建模块。它作为起始原料,用于制备具有生物活性的苯并噻唑衍生物,这些衍生物在抗菌、抗癌和酶抑制特性方面被广泛研究,同时也与荧光染料和缓蚀剂的开发密切相关。
如何储存2-Propylbenzo[d]thiazole以确保其稳定性?
该化合物应密封保存于阴凉(理想温度2–8 °C)、干燥、避光条件下,远离强氧化剂和点火源。妥善密封可防止吸潮和氧化降解。始终参阅Aladdin Scientific提供的最新安全数据表(SDS)以获取具体储存指导。
2-Propylbenzo[d]thiazole的分子式和分子量是多少?
2-Propylbenzo[d]thiazole的分子式为C10H11NS,分子量约为177.26 g/mol。其结构由苯并[d]噻唑双环核心组成,噻唑环C-2位带有正丙基取代基。
C-2位丙基取代基与其他2-烷基苯并噻唑相比,如何影响该化合物的性质?
C-2位正丙基基团与甲基或乙基类似物相比,提高了苯并噻唑骨架的亲脂性(logP),这可能增强生物系统中的膜渗透性。与长链类似物相比,丙基提供了水溶性和亲脂性之间的平衡,使其成为药物发现构效关系研究中的有用候选化合物。
在哪里可以购买研究级2-Propylbenzo[d]thiazole?
研究级2-Propylbenzo[d]thiazole可从Aladdin Scientific购买,产品编号为P726785。Aladdin Scientific提供附有质量文件的试剂级有机化合物,以支持学术和工业研究工作流程。
参考文献
- Kaur, R. et al. Benzothiazoles: synthetic methods and pharmaceutical applications – a review. Mini-Reviews in Medicinal Chemistry. (General review on benzothiazole chemistry; specific volume and page require verification.)
- Bondock, S. et al. Synthesis and antimicrobial activity of some new 2-substituted benzothiazole derivatives. European Journal of Medicinal Chemistry. (Specific volume, year, and page require verification.)
- Metzler-Nolte, N.; Salmain, M. Benzothiazole scaffold in drug design. In: Bioorganometallic Chemistry. (Reference to benzothiazole as privileged scaffold; specific chapter and publisher require verification.)
- Finšgar, M.; Jackson, J. Application of corrosion inhibitors for steels in acidic media for the oil and gas industry: A review. Corrosion Science. (Benzothiazole corrosion inhibitor context; specific volume and page require verification.)
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
危险品化学品经营许可证(带存储)