3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸:使用规程
3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸:使用规程
3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸是一种卤代双环杂芳香羧酸,可作为多功能合成构建模块,用于制备噻吩并吡啶类医药中间体及功能化杂环骨架。
- 化学名称
- 3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸
- 货号
- C195942
- 分子式
- C8H4ClNO2S
- 分子量
- 213.64 g/mol
- 核心骨架
- 噻吩并[2,3-b]吡啶稠合双环体系
- 关键官能团
- C-3位氯代取代基;C-2位羧酸
- 主要应用
- 杂环合成、医药中间体制备
概述与化学性质
3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸(阿拉丁货号C195942;分子式C8H4ClNO2S;分子量213.64 g/mol)是一种稠合双环杂芳香化合物,其中噻吩环以[2,3-b]稠合方式与吡啶环并合。噻吩环C-3位被氯原子取代,C-2位含有羧酸基团,为后续化学修饰提供了多功能反应位点。
该化合物属于噻吩并吡啶类杂环化合物,因其类药物理化性质及氢键给体/受体能力,在药物化学中被公认为优势骨架。共面的双环芳香体系赋予化合物适中的亲脂性,而羧酸和C–Cl键则分别为酰胺偶联和过渡金属催化交叉偶联反应提供了正交反应位点。
外观:固体(确切颜色请参见检验报告)。
推荐储存条件:除产品标签另有说明外,请于室温(15–25 °C)密封、避潮、避光保存。
安全与操作
操作3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸时,请遵守精细化学试剂的标准实验室安全规范。使用前请查阅阿拉丁科学提供的安全数据表(SDS)。
- 个人防护装备(PPE):建议佩戴丁腈手套、安全眼镜或护目镜,穿实验室工作服。称量或溶解化合物时,应在通风良好的区域或通风橱内操作。
- 皮肤和眼睛接触:如发生皮肤或眼睛接触,立即用大量清水冲洗至少15分钟,并视情况就医。
- 吸入:避免产生粉尘。若吸入粉尘或气溶胶,应立即转移至新鲜空气处。
- 废弃处置:按照当地、地区及国家化学废物法规处置废弃物料。
注意:具体GHS危险分类及急救措施详见产品SDS,使用前请务必参阅最新版SDS。
溶解性与溶液配制
羧酸基团使3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸在中性pH水溶液中溶解度较低。在有机溶剂或碱性水溶液条件下,溶解度显著提高。
推荐溶剂:
- DMSO:溶解性好;可配制10–50 mM储备液用于生化实验。如需要可轻微加热并振荡混匀以确保完全溶解。
- DMF或NMP:适用于需要较高浓度的合成应用。
- 稀碱水溶液(如0.1 M NaOH或K2CO3溶液):可使羧基去质子化,大幅提高水溶性;适用于原位制备钠盐或钾盐羧酸盐。
- 甲醇或乙醇:溶解度适中;适用于重结晶或LC-MS样品制备。
储备液配制方案(DMSO,10 mM,1 mL):
- 称取2.14 mg 3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸(MW 213.64 g/mol)于洁净的1.5 mL微量离心管中。
- 加入1.00 mL无水DMSO。
- 涡旋30秒;如有必要,在水浴中超声最多5分钟。
- 目测确认完全溶解,溶液应澄清透明。
- 分装为单次用量,如下游应用对空气敏感,则在惰性气体(N2或Ar)保护下密封,储存于−20 °C。
原材料中未确认具体溶解度数值;上述指导基于卤代杂芳香羧酸的一般理化性质,建议实验验证。
合成应用与反应方案
3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸在化学合成中具有两个主要反应位点:(1)C-2位羧酸,适用于标准酰胺键形成反应;(2)C-3位氯代取代基,适用于亲核芳香取代(SNAr)或过渡金属催化交叉偶联反应。
A. 通过羧酸进行酰胺偶联
可采用标准肽/酰胺偶联条件:
- 在N2保护下,将羧酸(1.0当量)和胺类偶联底物(1.0–1.2当量)溶于无水DMF或DCM中。
- 加入偶联试剂(如HATU或EDC·HCl,1.1–1.2当量)和碱(如DIPEA或Et3N,2.0–3.0当量)。
- 室温搅拌2–16小时,用TLC或LC-MS监测反应进程。
- 后处理:用乙酸乙酯稀释,依次用柠檬酸水溶液、饱和NaHCO3和饱和食盐水洗涤,MgSO4干燥,过滤,浓缩。
- 通过柱色谱或重结晶纯化。
B. C-3位亲核芳香取代
缺电子双环体系活化C-3位氯代基团,使其易于与氮或氧亲核试剂发生SNAr反应:
- 将底物(1.0当量)与亲核试剂(1.5–3.0当量)在DMSO或NMP中混合。
- 如需对亲核试剂去质子化,加入无机碱(K2CO3或Cs2CO3,2.0当量)。
- 在惰性气氛下于80–120 °C加热4–24小时,用LC-MS监测。
- 冷却,加水稀释,乙酸乙酯萃取,纯化。
C. C-3位钯催化交叉偶联
芳基氯可参与Suzuki–Miyaura或Buchwald–Hartwig反应:
- 将底物(1.0当量)、硼酸或胺类底物(1.2–1.5当量)、Pd催化剂(如Pd(PPh3)4或Pd2(dba)3/配体,2–5 mol%)和碱(K2CO3或Cs2CO3,2.0–3.0当量)在二噁烷/水(4:1)或甲苯中混合。
- 用N2或Ar鼓泡10分钟脱气。
- 在惰性气氛下于80–100 °C加热12–24小时。
- 冷却,过硅藻土过滤,浓缩,柱色谱纯化。
该化合物的具体反应条件、收率和选择性数据未包含在原材料中,需通过实验优化。上述方案为类似杂芳基氯代羧酸的标准最佳实践起点。
质量控制与分析表征
收到3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸(C195942)后,建议在关键实验使用前采用以下分析方法确认其纯度和结构。
- HPLC纯度:反相HPLC(C18色谱柱;含0.1% TFA的乙腈/水梯度洗脱;UV检测254 nm或280 nm)是评估纯度的主要方法。合成应用纯度目标≥95%;生物活性实验纯度目标≥98%。
- LC-MS:确认分子离子[M+H]+在m/z 214.6处(C8H4ClNO2S的单同位素质量;注意特征性氯同位素分布,M和M+2约为3:1)。
- 1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):预期出现与吡啶环质子及酸性羧基OH一致的信号;无杂质峰可确认纯度。确切化学位移应与检验报告(CoA)核对。
- 熔点:测定熔点并与CoA所列数值比对,作为快速结构确认手段。
- 卡尔费休滴定:若水分含量对应用至关重要,建议进行此测定。
所有分析数据应与批次CoA一并存档,以满足法规可溯源性要求。
常见问题
溶解3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸推荐使用哪些溶剂?
DMSO和DMF是大多数实验室应用的首选溶剂,在工作浓度下溶解性良好。稀碱水溶液(如0.1 M NaOH)可用于配制水性羧酸盐溶液;甲醇或乙醇适用于重结晶。由于在中性pH下溶解度有限,不建议单独使用水溶解。
3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸的主要反应位点是什么,如何在合成中加以利用?
该化合物具有两个主要反应位点:C-2位羧酸基团和C-3位氯代取代基。羧酸可通过标准官能团转化反应转化为酰胺、酯或酰卤。C-3位氯代基团因缺电子双环体系而活化,易于发生亲核芳香取代,也可参与钯催化的Suzuki–Miyaura或Buchwald–Hartwig交叉偶联反应,使该化合物成为高度通用的合成构建模块。
应如何储存3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸(C195942)以保持稳定性?
请将固体试剂密封储存于室温(15–25 °C),避免受潮和光照。DMSO储备液应分装后在惰性气氛保护下储存于−20 °C,尽量减少反复冻融和氧化降解。如需最新储存建议,请参阅产品标签和最新版SDS。
如何利用3-氯噻吩并[2,3-b]吡啶-2-羧酸的分子量计算配制10 mM溶液所需的量?
利用分子量213.64 g/mol,配制1 mL 10 mM溶液需要0.01 mmol,即0.01 × 213.64 mg = 2.136 mg。准确称量该量,溶于1 mL所选溶剂(如DMSO)中,涡旋混匀确保完全溶解。其他体积或浓度可按比例换算。
参考文献
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry, 5th ed.; Wiley-Blackwell: Oxford, 2010. General reference for thienopyridine synthesis and reactivity.
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. General reference for amide coupling and cross-coupling reaction protocols.
- Aladdin Scientific. Product Information Sheet and Certificate of Analysis for 3-Chlorothieno[2,3-b]pyridine-2-carboxylic acid, SKU C195942.
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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