3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶:性质、合成与用途
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶:性质、合成与用途
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶是一种卤代甲基取代硝基吡啶杂环化合物,广泛用作药物合成、农化研究及含氮复杂骨架制备中的多功能合成砌块。
- CAS号
- 23056-37-3
- 分子式
- C₆H₅BrN₂O₂
- 分子量
- 217.02 g/mol
- 产品编号
- B175303
- 官能团
- 吡啶环上含溴、甲基及硝基取代基
- 主要应用
- 用于药物化学和杂环化学的合成砌块
化学结构与性质
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶是一种三取代吡啶衍生物,其吡啶环3位含溴原子、2位含甲基、5位含硝基。分子式为C₆H₅BrN₂O₂,分子量约为217.02 g/mol。
吸电子硝基与供电子甲基的组合赋予缺电子吡啶环独特的电子环境,使含溴碳原子特别适合参与钯催化的交叉偶联反应,而硝基可通过还原为氨基等方式进行进一步官能化。
该化合物在室温下通常为固体,应按照卤代硝基芳香族化合物的标准实验室安全规程,储存于阴凉、干燥、通风良好的环境中,远离强氧化剂和强碱等不相容物质。
合成与关键反应
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶在合成化学中的价值主要体现在卤素取代基所赋予的反应活性。3位的C–Br键可便捷地参与多种金属催化偶联反应,使该化合物成为构建复杂分子骨架的实用前体。
钯催化交叉偶联:芳基溴官能团支持Suzuki–Miyaura、Negishi、Stille及Heck等偶联反应,可在3位引入芳基、烯基或烷基,拓展该骨架可获得的化学空间。
亲核芳香取代:硝基吡啶环的缺电子特性,尤其是硝基活化的位点,在适当条件下可发生亲核芳香取代(SNAr),实现杂原子亲核试剂的引入。
硝基还原:5位硝基可使用标准还原剂(如铁/乙酸、催化氢化)选择性还原为伯胺,得到氨基溴吡啶中间体,可进一步进行重氮化或酰胺键形成等反应。
定向金属化:2位甲基与环上氮原子可协同作用,在适当条件下引导邻位金属化,提供额外的区域选择性官能化机会。
在药物和农化研究中的应用
吡啶环是已批准药物和农用化学品中最常见的杂环骨架之一。3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶凭借其多个反应位点,是制备生物活性分子和候选化合物的关键中间体。
药物合成:取代硝基吡啶和氨基吡啶是激酶抑制剂、抗病毒药、抗菌药及CNS活性化合物中常见的药效团。溴取代基允许通过并行或组合合成快速多样化,而硝基可转化为胺,进一步构建药物候选分子中常见的脲、酰胺或磺酰胺片段。
农化中间体:卤代甲基硝基吡啶被用作除草剂、杀菌剂和杀虫剂合成的中间体,其中吡啶氮对最终活性成分的生物活性和理化性质有重要贡献。
材料与配体化学:含吡啶的合成砌块还用于金属有机框架(MOF)、配位聚合物及催化配体的设计。吸电子硝基调节了环上氮原子的路易斯碱性,从而调控金属结合性质。
操作、安全与储存
与所有卤代硝基芳香族化合物一样,操作3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶时必须采取适当的安全防护措施。研究人员在使用前应查阅阿拉丁科学提供的安全数据表(SDS)。
个人防护装备(PPE):处理该化合物时应佩戴耐化学品手套、安全眼镜或护目镜,并穿着实验服。在通风良好的通风柜中操作,以减少粉尘或蒸气的吸入暴露。
储存条件:密封储存于阴凉、干燥处,远离直射阳光、热源、强氧化剂和强碱。通常适合标准室温实验室储存条件;具体温度建议请参阅产品标签和SDS。
废物处置:按照当地、地区和国家有关卤代及含硝基有机废物的法规处置该化合物及任何受污染材料。
稳定性:该化合物在正常储存条件下预期稳定。避免长时间暴露于潮湿环境,以防随时间推移影响纯度。
订购信息与规格
阿拉丁科学以产品编号B175303供应3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶。研究人员和采购专业人士可直接从阿拉丁科学产品页面获取详细规格表、分析证书(CoA)及安全数据表。
研究级试剂的标准质量属性包括通过HPLC、GC或NMR等技术进行纯度验证。请参阅当前产品列表了解可用包装规格、纯度等级及价格信息。如有大批量询价或定制需求,请联系阿拉丁科学技术销售团队。
订购时,请确认CAS号(23056-37-3)和分子式(C₆H₅BrN₂O₂)符合您的应用要求。收货后务必核对CoA,在关键合成步骤使用前验证纯度和结构。
常见问题
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶在研究中有哪些用途?
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶主要用作药物化学、杂环化学和农化研究中的合成砌块。其芳基溴官能团可参与钯催化的交叉偶联反应,硝基可还原为氨基进行进一步衍生化,从而获得多种取代吡啶目标化合物。
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶应如何储存?
该化合物应密封储存于阴凉、干燥、通风良好的环境中,远离强氧化剂、强碱、直射阳光和热源。研究人员应查阅阿拉丁科学提供的SDS,了解具体储存温度建议和不相容物质信息。
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶可进行哪些交叉偶联反应?
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶3位的芳基溴可参与多种钯催化交叉偶联反应,包括Suzuki–Miyaura(与硼酸)、Negishi(与有机锌试剂)、Stille(与有机锡试剂)及Heck(与烯烃)偶联反应,可高效获得3位取代甲基硝基吡啶衍生物。
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶的CAS号是多少?
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶的CAS号为23056-37-3。该标识符可用于核对分析证书或向阿拉丁科学(产品编号B175303)订购时确认化合物身份。
3-溴-2-甲基-5-硝基吡啶中的硝基能否被选择性还原?
是的,5位硝基可使用铁/乙酸或催化氢化等还原剂选择性还原为伯胺,得到氨基溴吡啶中间体。若需保留C–Br键以进行后续转化,应注意优化反应条件。
参考文献
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry, 5th ed.; Wiley-Blackwell: Oxford, 2010. (General reference for pyridine chemistry and reactivity.)
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chem. Rev. 1995, 95, 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (Reference for nitro group reductions and nucleophilic aromatic substitution.)
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