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3-氯-4-氟吡啶:性质、安全性与实验室使用指南

3-Chloro-4-fluoropyridine is 一种卤代吡啶构建模块,因其优异的亲电反应活性,被广泛用于药物化学和农业化学研究中,用以构建复杂的杂环骨架。

分子式
C₅H₃ClFN
分子量
131.54 g/mol
外观
无色至淡黄色液体或低熔点固体
关键官能团
吡啶环上含C3位氯原子和C4位氟原子取代基
主要应用
亲核芳香取代反应、交叉偶联、药物及农化中间体
储存条件
储存于阴凉、干燥、通风良好处,容器须密封保存
Aladdin 货号
C1369404

化学特性与理化性质

3-氯-4-氟吡啶是一种二卤代吡啶衍生物,在吡啶环的3位连有氯原子,4位连有氟原子。其分子式为C₅H₃ClFN,分子量约为131.54 g/mol。

该化合物属于含氟杂芳香族构建模块。环上氮原子与两个卤素取代基均具有吸电子性,使芳环呈现高度缺电子特征,对亲核芳香取代反应(SNAr)具有突出的反应活性。4位氟原子处于环氮的对位,可有效稳定Meisenheimer络合物中间体,因而对SNAr反应尤为活泼。

该化合物通常呈无色至淡黄色液体或低熔点固体,可与二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈等常见有机溶剂混溶,但与水的混溶性有限。

合成应用与反应范围

3-氯-4-氟吡啶在合成化学中是一种关键的双官能亲电构建模块。其C–F键和C–Cl键具有不同的反应活性,化学家可利用这种差异性开展序列官能化策略。

亲核芳香取代反应(SNAr):在缺电子芳环体系中,氟的离去能力优于氯,因此C4–F键在温和条件下可被胺、醇钠、硫醇等硬亲核试剂优先取代,实现对含杂原子取代基的化学选择性引入。

过渡金属催化交叉偶联:C3–Cl键适用于钯或镍催化的交叉偶联反应,包括Suzuki–Miyaura、Negishi及Buchwald–Hartwig胺化反应。这种正交反应活性使吡啶骨架得以可编程地进行序列多样化修饰。

药物及农化中间体:该化合物被广泛用于生物活性分子的合成,包括激酶抑制剂、抗菌药物及农作物保护化合物。含氟吡啶基团因能显著影响亲脂性、代谢稳定性和结合相互作用,已成为备受关注的药效团。

安全操作、储存与废弃物处置

个人防护装备(PPE):操作3-氯-4-氟吡啶时,须始终佩戴适当的个人防护装备,包括耐化学品手套(丁腈或氯丁橡胶)、实验服及安全护目镜。若蒸气浓度较高,应在通风橱内操作或佩戴呼吸防护装备。

危害特性:作为卤代芳香族化合物,3-氯-4-氟吡啶可能对皮肤、眼睛和呼吸道产生刺激。使用前请查阅最新安全数据表(SDS),了解GHS分类、急救措施及法规信息。具体毒理学数据应以供应商提供的SDS为准。

储存:将容器密封,储存于阴凉(通常2–25 °C)、干燥、通风良好处,远离强碱、强氧化剂等不相容物质及对湿气敏感的试剂。长期储存时需避光保存。

废弃物处置:按照当地、地区及国家关于卤代有机化合物的相关法规处置废弃物,切勿倒入下水道。根据所在机构环境健康与安全(EHS)指南,对含卤废液进行分类收集处理。

质量、纯度与采购指南

纯度考量:对于敏感的合成应用,尤其是SNAr反应和过渡金属催化偶联,试剂纯度至关重要。微量杂质(包括其他卤代吡啶异构体或水解产物)可能降低反应产率并增加纯化难度。在大规模使用前,请索取分析证书(CoA),确认纯度(通常GC或HPLC法≥98%)及批次特定数据。

规格验证:建议使用标准分析技术确认化合物身份:核磁共振波谱(¹H、¹³C、¹⁹F NMR)用于结构确认,GC-MS或LC-MS用于纯度及分子量验证,熔点或折射率可作为物理性状的常规检验指标。

包装与规格:Aladdin Scientific提供适合实验室使用的研究级3-氯-4-氟吡啶(货号:C1369404)。如需大批量报价、定制包装或额外质量文件,请联系我们的技术团队或客户经理。

订购方式:可通过Aladdin Scientific官方网站直接下单,或联系您所在地区的销售代表。请注明货号C1369404以确保准确履单。

常见问题

3-氯-4-氟吡啶中C–F键和C–Cl键的反应活性有何差异?

在SNAr反应中,C4–F键优先断裂,因为在缺电子芳香体系中,氟作为离去基团的能力优于氯,其强极化的C–F键有助于稳定带负电荷的Meisenheimer络合物中间体。相比之下,C3–Cl键更适合用于钯或镍催化的交叉偶联反应,从而实现对吡啶骨架的正交、序列官能化修饰。

应如何储存3-氯-4-氟吡啶以保持其稳定性?

应将3-氯-4-氟吡啶密封储存于阴凉、干燥、通风良好处,通常温度控制在2–25 °C,并避光保存。远离强碱、强氧化剂和潮湿环境,以防分解或水解。请务必查阅最新安全数据表(SDS)以获取具体储存指导。

哪些亲核试剂适用于3-氯-4-氟吡啶的SNAr反应?

常用于与3-氯-4-氟吡啶发生SNAr反应的亲核试剂包括伯胺、仲胺、醇钠及硫醇,它们可优先取代4位氟原子。反应条件(如溶剂选择、碱的种类及反应温度)应根据亲核试剂的pKa和反应活性进行优化。通常优先选用DMF、DMSO或NMP等极性非质子溶剂。

3-氯-4-氟吡啶适用于Suzuki–Miyaura交叉偶联反应吗?

是的,3-氯-4-氟吡啶的C3–Cl键在标准Suzuki–Miyaura条件下(使用钯催化剂如Pd(PPh₃)₄或Pd(dppf)Cl₂,配合硼酸或硼酸酯偶联试剂)具有良好反应活性。在此条件下,C4–F键通常得以保留,从而实现对3位的选择性官能化,同时保留氟原子供后续多样化修饰使用。

参考文献

  1. Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General reference for SNAr reactivity and halopyridine chemistry)
  2. Fier, P. S.; Hartwig, J. F. Selective C–H Fluorination of Pyridines and Diazines Inspired by a Classic Amination Reaction. Science 2013, 342, 956–960. doi:10.1126/science.1243759
  3. Unsworth, W. P.; Taylor, R. J. K. Synthetic Applications of Halopyridines. (General review; specific citation details to be confirmed.)
  4. Aladdin Scientific Product Page: 3-Chloro-4-fluoropyridine, SKU C1369404.

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《3-氯-4-氟吡啶:性质、安全性与实验室使用指南》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月24日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/3-chloro-4-fluoropyridine-properties-safety-lab-use-guide.html
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