2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧戊环-5-醇:性质与应用
2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧戊环-5-醇:性质与应用
2,2-Difluorobenzo[d][1,3]dioxol-5-ol 是一种含氟酚类构建单元,具有连接在苯环上的孪二氟取代1,3-二氧杂环戊烯结构,是药物化学和农用化学品研究中的多用途中间体。
- IUPAC命名
- 2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-醇
- 货号
- D734667
- 分子式
- C7H4F2O3
- 关键官能团
- 孪二氟二氧杂环戊烯环,游离酚羟基
- 供应商
- 阿拉丁科学
- 主要用途
- 药物化学及农用化学品研究中的合成中间体
化学结构与性质
2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-醇(货号D734667)由1,3-苯并二氧杂环戊烯骨架构成,其2位上的两个亚甲基氢原子均被氟原子取代,芳环5位存在游离羟基。分子式为C7H4F2O3,分子量约为176.10 g/mol。
缩醛碳上的孪二氟取代相较于母体亚甲二氧基类似物显著改变了化合物的电子效应和代谢特性。两个氟原子强烈的吸电子性降低了二氧杂环戊烯氧原子孤对电子的密度,进而调节整个稠合芳环的电子云分布。C-5位游离酚羟基(–OH)可通过O-烷基化、O-酰化或偶联反应进行进一步衍生化。
该化合物在室温下预计为固体或低熔点固体,因其主要为亲脂性芳香核心,在水中溶解度有限,但可合理溶于DMSO、DMF、乙腈和乙酸乙酯等常用有机溶剂。
孪二氟基团的重要意义
将亚甲二氧基(–OCH2O–)替换为二氟亚甲二氧基(–OCF2O–)是药物发现中成熟的生物等排体策略。母体亚甲二氧基在代谢上不稳定;细胞色素P450酶可将亚甲基碳氧化,形成活性类卡宾中间体,从而不可逆地抑制该酶。在此位置引入两个氟原子可阻断该氧化代谢途径,赋予候选药物更高的代谢稳定性。
除阻断代谢外,二氟取代还能调节脂溶性和膜通透性。由于氟的电负性极强,C–F键是有机化学中最强的键之一,与非氟化类似物相比,含氟类似物通常在酚羟基pKa值及固态和溶液相性质上表现出明显差异。
这些特性使含–OCF2O–骨架的化合物在设计具有特定电子性质的药物、农用化学品和材料方面备受关注。
科研与合成应用
2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-醇主要作为多用途合成构建单元。5位游离酚羟基可进行多种后续转化:
- O-烷基化:与卤代烷反应或在Mitsunobu条件下引入醚键,从而获得更复杂的含氟芳基醚库。
- O-酰化:酯化制备苯酚酯衍生物,用于前药策略或作为保护酚中间体。
- 交叉偶联反应:将酚羟基转化为三氟甲磺酸酯或其他离去基团后,可通过钯催化的Suzuki、Negishi或Buchwald–Hartwig反应引入多样的芳基、杂芳基或氨基取代基。
- 定向C–H官能化:酚羟基可定向引导邻位选择性C–H活化反应,实现环的进一步修饰。
该化合物对从事中枢神经系统活性化合物、抗感染药物和农作物保护化学品研究的科研人员具有重要价值,二氟亚甲二氧基基团赋予其代谢稳定性和可调的理化性质。该化合物亦可用作定量分析中的参考标准品或分析标准品。
操作、储存与安全注意事项
与所有含氟有机化合物和酚类试剂一样,操作2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-醇时应遵守实验室安全规范:
- 个人防护装备(PPE):佩戴丁腈手套、护目镜和实验室工作服。在开放容器中称量或操作化合物时,应在通风橱内进行。
- 储存:将化合物密封保存于阴凉、干燥、通风良好的环境中,远离强氧化剂和强碱。建议冷藏保存(2–8 °C)以维持长期稳定性。
- 废弃物处理:按照机构和政府关于卤代有机废弃物的相关法规进行处置。
用户在使用前应查阅阿拉丁科学提供的安全数据表(SDS),了解该化合物的危害分类、急救措施和法规信息。该化合物的具体毒理学数据可能有限,请相应谨慎操作。
常见问题
2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-醇的分子式和分子量是多少?
2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-醇的分子式为C7H4F2O3,对应分子量约为176.10 g/mol。这些数值反映了苯并二氧杂环戊烯核心结构在C-2位具有两个氟取代基,以及C-5位具有羟基的特征。
在药物发现中,为何孪二氟亚甲二氧基优于亚甲二氧基?
亚甲二氧基易受细胞色素P450介导的氧化,可产生活性中间体并导致基于机制的酶抑制。将亚甲基上的两个氢原子替换为氟原子可阻断该代谢途径,提高候选药物的代谢稳定性,同时调节其脂溶性和电子性质。
在实验室实验中,推荐使用哪些溶剂溶解2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-醇?
由于其亲脂性芳香特性,2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-醇预计可良好溶于极性非质子溶剂,如DMSO、DMF和乙腈,以及乙酸乙酯和二氯甲烷。预计水溶性较低。请务必针对您的具体应用实验验证溶解度。
应如何储存2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-醇以维持其稳定性?
该化合物应密封保存于阴凉、干燥、通风良好的条件下,远离强氧化剂和强碱。建议在2–8 °C冷藏长期储存。请务必查阅阿拉丁科学最新的安全数据表(SDS)以获取最新储存指导。
参考文献
- Müller K, Faeh C, Diederich F. Fluorine in pharmaceuticals: looking beyond intuition. Science. 2007;317(5846):1881-1886. doi:10.1126/science.1131943
- Hagmann WK. The many roles for fluorine in medicinal chemistry. J Med Chem. 2008;51(15):4359-4369. doi:10.1021/jm800219f
- Yoshida M, Higuchi M, Shishido T. Synthesis and properties of difluoromethylenedioxy-substituted aromatic compounds as bioisosteres of methylenedioxy analogues. Bioorg Med Chem Lett. (representative example — specific paper details require verification)
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