3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑:操作与使用规程
3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑:操作与使用规程
3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑是一种卤代氟化杂环构建模块,广泛应用于药物化学和农用化学品研究,可通过交叉偶联及亲核取代反应构建含吡唑的生物活性分子。
- CAS号 / 货号
- 73781-95-0 / B590782
- 分子式
- C4H2BrF3N2
- 分子量
- 216.97 g/mol
- 外观
- 白色至类白色晶体固体
- 关键官能团
- C–Br(第3位)、CF3(第5位)、N–H(第1位)
- 推荐储存条件
- 室温密封保存,避光防潮
安全与操作前注意事项
在使用3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑(货号B590782)之前,请查阅安全数据表(SDS)并遵守以下注意事项:
- 个人防护装备(PPE):全程佩戴丁腈手套、实验服和防护眼镜。在通风橱外操作时,应佩戴半面式防毒面具。
- 通风:所有称量和溶解步骤必须在通风良好的化学通风橱内进行,以避免吸入粉尘或蒸气。
- 皮肤和眼睛接触:如接触皮肤或眼睛,应立即用大量清水冲洗至少15分钟,并就医处理。
- 废物处置:所有废物须按照当地关于卤代有机物的法规进行处置。
注意:使用前请在供应商SDS中确认该化合物的具体GHS危险分类。
溶解性与溶液配制
3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑可溶于常见的极性非质子有机溶剂。请按以下步骤配制储备液:
- 溶剂选择:推荐溶剂包括二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈(MeCN)、二氯甲烷(DCM)和乙酸乙酯。该化合物在水中溶解度有限,不建议用水性缓冲液配制储备液。
- 储备液配制:
- 对干净、干燥的玻璃小瓶或Eppendorf管进行去皮称量。
- 在通风橱内使用分析天平称取所需量的化合物。
- 加入适量干燥溶剂,达到目标浓度(例如,合成应用中为0.1–1.0 M)。
- 涡旋或轻柔超声(室温1–3分钟),直至完全溶解。
- 过滤(如需):若溶液中有不溶颗粒,用0.22 µm PTFE注射过滤器过滤。
- 储备液保存:如需长期保存,应在惰性气氛(N2或Ar)下密封,于–20 °C储存。在关键实验前请确认溶液稳定性。
审核标记:来源材料中未提供具体溶解度数值(mg/mL),应通过实验测定或查阅经验证的文献获取。
合成应用与反应方案
3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑是一种用途广泛的亲电构建模块。其C3位溴原子和N1–H官能团可实现多种转化反应:
1. 钯催化交叉偶联反应(如铃木–宫浦反应)
- 底物:3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑(1.0当量)
- 偶联试剂:芳基硼酸(1.2–1.5当量)
- 催化剂:Pd(PPh3)4或Pd(dppf)Cl2(2–5 mol%)
- 碱:K2CO3或Cs2CO3(2.0–3.0当量)
- 溶剂:1,4-二氧六环/水(4:1)或DMF/水
- 温度:N2气氛下80–100 °C,反应12–16小时
- 后处理:冷却至室温,用乙酸乙酯稀释,用饱和食盐水洗涤,干燥(MgSO4),浓缩,柱色谱纯化。
2. 吡唑N–H的N-烷基化反应
- 碱:K2CO3或NaH(1.2–2.0当量)
- 烷基化试剂:卤代烷(1.1–1.5当量)
- 溶剂:DMF或丙酮,室温至60 °C
- 注意:N-烷基化可能产生N1-和N2-烷基化区域异构体的混合物;需优化反应条件,并通过NMR确认区域化学。
审核标记:此处引用的具体反应收率、催化剂用量和反应温度均为卤代吡唑的教科书级通用指导。使用前须查阅一级文献进行核实。
质量控制与分析表征
收货后及使用前,应对3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑(货号B590782)进行以下分析,以确认其结构和纯度:
- 1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):预期吡唑环C–H质子出现单峰(约δ 6.9–7.2 ppm),N–H出现宽单峰(约δ 13–14 ppm)。具体化学位移应通过文献或标准品核实。
- 19F NMR:CF3基团预期在相对于CFCl3约–60至–65 ppm范围内出现单峰。
- LC-MS / GC-MS:确认分子离子峰[M+H]+或[M]+与MW 216.97一致;预期出现一个溴原子的特征同位素峰型(M和M+2峰强度比约为1:1)。
- HPLC纯度:合成应用中目标HPLC纯度(UV 254 nm)≥95%。收货时请向Aladdin Scientific索取并核对分析证书(CoA)。
- 熔点:测定熔点并与文献值比较,以确认结构。
审核标记:来源材料中未提供具体NMR化学位移值和熔点,应通过一级文献或产品CoA进行核实。
储存、稳定性与常见问题排查
储存条件:3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑应在室温下密封保存,避光防潮。开封后建议在惰性气体(N2或Ar)保护下储存。
稳定性注意事项:
- 吡唑固有的N–H互变异构现象(1H/2H)在正常储存条件下不影响反应活性。
- 长期暴露于潮湿环境可能导致缓慢降解,请保持容器密封。
- C–Br键在环境条件下稳定,但在交叉偶联或卤素–金属交换条件下具有反应活性。
常见问题排查:
| 问题 | 可能原因 | 建议措施 |
|---|---|---|
| 溶解性差 | 溶剂不当或混合不充分 | 改用DMSO或DMF;轻柔超声 |
| 偶联收率低 | 催化剂中毒或体系含水 | 使用新鲜干燥溶剂;充分脱气;提高催化剂用量 |
| N-烷基化产生区域异构体混合物 | 缺乏区域选择性控制 | 筛选碱(NaH vs. K2CO3)和溶剂;考虑保护基策略 |
| 化合物变色 | 降解或污染 | 核查CoA;重新订购新鲜物料(B590782) |
审核标记:来源材料中未提供具体降解途径和货架期数据,应向供应商或查阅一级文献确认。
常见问题
溶解3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑推荐使用哪些溶剂?
该化合物最适合溶于极性非质子溶剂,如DMSO、DMF、乙腈或二氯甲烷。其在水中的溶解度有限,不建议用水性缓冲液配制储备液。若化合物不易溶解,可通过轻柔超声辅助溶解。
应如何储存3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑以保持其质量?
该化合物应在室温下密封保存,避光防潮。对于已开封的容器或长期储存,建议在惰性气氛(氮气或氩气)保护下保存,以防止潮湿引起的潜在降解。
3-溴-5-(三氟甲基)-1H-吡唑能否用于钯催化交叉偶联反应?
可以。C3位溴取代基使该化合物成为适合钯催化交叉偶联反应(包括铃木–宫浦和根岸偶联)的亲电反应底物。通常使用Pd(PPh3)4或Pd(dppf)Cl2等标准钯催化剂,配合适当的碱和无水脱气溶剂。
三氟甲基基团在该吡唑化合物中有何意义?
CF3基团是强吸电子取代基,能够调节吡唑环的电子性质,提高衍生化合物的代谢稳定性和亲脂性。它是药物化学和农药设计中广泛使用的生物电子等排体,使该构建模块在药物发现项目中具有特别重要的价值。
收货后如何确认货号B590782的纯度和结构?
收货后,请向Aladdin Scientific索取分析证书(CoA),核实纯度是否符合要求(通常HPLC纯度≥95%)。建议通过1H NMR、19F NMR和LC-MS进行额外表征以确认结构,尤其应关注质谱中溴的特征同位素峰型和19F谱图中的CF3共振信号。
参考文献
- Comprehensive Heterocyclic Chemistry, Pyrazoles: General Review of Reactivity and Synthesis. Elsevier.
- Suzuki, A. Recent Advances in the Cross-Coupling Reactions of Organoboron Derivatives with Organic Electrophiles. J. Organomet. Chem. 1999, 576, 147–168.
- Müller, K.; Faeh, C.; Diederich, F. Fluorine in Pharmaceuticals: Looking Beyond Intuition. Science 2007, 317, 1881–1886. doi:10.1126/science.1131943
- Aladdin Scientific Product Page: 3-Bromo-5-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole, SKU B590782.
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