实验方案(Protocols)

3-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸:实验操作规程

3-(Cyclopropylaminocarbonyl)-5-nitrophenylboronic acid 是一种双功能芳基硼酸试剂,同时含有硝基和环丙基酰胺取代基,使其成为铃木–宫浦交叉偶联反应和药物化学合成中的多功能构建模块。

产品名称
3-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸
货号
C187373
官能团
硼酸、硝基、环丙基酰胺
主要应用
铃木–宫浦交叉偶联;药物化学构建模块
储存建议
存放于阴凉干燥处,避免受潮和光照
操作注意事项
在通风良好处使用;避免吸入和皮肤接触

概述与化学性质

3-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸(Aladdin 货号:C187373)是一种芳基硼酸,苯环上还含有两个额外官能团:5位硝基(–NO2)和3位环丙基氨基羰基(环丙基酰胺)基团。硼酸基团(–B(OH)2)为钯催化交叉偶联化学(尤其是铃木–宫浦反应)提供了活性位点,而硝基和酰胺取代基则在引入电子调控的同时,为进一步的下游官能化提供了可能。该化合物在医药和农药研究项目中是一种多功能的合成中间体。

所需材料与仪器

  • 3-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸(C187373)
  • 钯催化剂(例如 Pd(PPh3)4 或 Pd(dppf)Cl2)——根据底物需求选择
  • 无机碱(例如 K2CO3、Cs2CO3 或 Na2CO3)
  • 无水溶剂体系(例如 DMF/水、二氧烷/水或甲苯/乙醇/水)
  • 芳基卤化物或拟卤化物偶联伴侣
  • Schlenk 管线或手套箱(用于惰性气氛操作)
  • 分析天平、圆底烧瓶、磁力搅拌子、回流冷凝管
  • 薄层色谱(TLC)板及紫外灯(用于反应监测)
  • 旋转蒸发仪及柱色谱材料(用于产品分离)

注意:所有试剂用量应根据反应的具体规模计算。请查阅原始文献,以获取适合您底物的优化催化剂用量。

铃木–宫浦偶联逐步操作方案

  1. 反应容器准备:将圆底烧瓶烘干后在惰性气体(N2 或 Ar)保护下冷却,加入磁力搅拌子。
  2. 加入试剂:在惰性气氛下,称量并依次向烧瓶中加入芳基卤化物偶联伴侣、3-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸(C187373;相对于芳基卤化物通常用1.0–2.0当量)及钯催化剂(通常1–5 mol%)。
  3. 加入碱和溶剂:加入所选无机碱(通常2.0–3.0当量),随后加入已脱气的混合溶剂,确保固体充分悬浮或溶解。
  4. 脱气:若之前未脱气,通过三次冻融抽气循环或向反应混合物中通入惰性气体至少15分钟进行脱气。
  5. 加热:在惰性气氛下装上回流冷凝管,加热并搅拌至所需温度(通常80–100 °C),反应规定时间(通常2–16小时)。用TLC或LC-MS监测反应进程。
  6. 后处理:待反应冷却至室温,用乙酸乙酯稀释,依次用水和饱和食盐水洗涤。有机层用无水Na2SO4干燥,过滤后减压浓缩。
  7. 纯化:用硅胶柱色谱或重结晶纯化粗产品,以TLC为指导选择合适的洗脱剂体系。
  8. 表征:通过1H NMR、13C NMR及HRMS或LC-MS确认产品结构和纯度。

重要提示:具体反应条件(温度、时间、催化剂、碱和溶剂)须针对每种底物组合进行优化。上述参数为基于标准铃木–宫浦方法的一般指导原则。

安全、储存与操作

安全:3-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸含有硝基,应视为潜在刺激物。操作时须始终佩戴适当的个人防护装备(PPE),包括丁腈手套、安全护目镜和实验服。避免吸入粉尘或气溶胶;在通风良好的通风橱中操作。使用前请查阅产品随附的安全数据表(SDS)。

储存:密封保存于阴凉(2–8 °C 或按产品标签说明)、干燥、避光避潮的场所。硼酸类化合物在长期暴露于空气和水分中时易发生原脱硼和氧化;称量过程中应尽量减少此类暴露。

废弃处置:含有该化合物的废弃物须按照地方、区域及国家环境法规进行处置。

故障排查与优化建议

  • 转化率低:确保彻底去除反应体系中的氧气;提高催化剂用量;验证碱与底物的兼容性;考虑更换活性更高的钯催化剂体系。
  • 自身偶联副产物:减少硼酸的当量用量;改善脱氧效果;降低反应温度。
  • 原脱硼:避免使用过量碱或在高温下长时间反应;考虑采用更温和的条件或使用硼酸酯形式。
  • 硼酸溶解性差:更换共溶剂体系(例如加入DMSO或增加水的比例);加入前温和加热有助于溶解。
  • 起始原料分解:检查储存物料的完整性;若怀疑吸潮,重新干燥;尽量使用新开封的原料。

常见问题

3-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸有什么用途?

该化合物主要作为硼酸偶联伴侣,用于钯催化的铃木–宫浦交叉偶联反应,以构建联芳基和杂芳基骨架。其硝基和环丙基酰胺取代基使其在药物化学和药物发现项目中作为功能化构建模块具有特别重要的价值。

如何储存3-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸以保持其稳定性?

该化合物应密封存放于阴凉、干燥、避潮避光的场所,理想温度为2–8 °C或按产品标签说明执行。硼酸类化合物在长期暴露于空气和水分时易发生原脱硼和氧化,因此使用后应立即重新密封容器。

哪些钯催化剂适用于该硼酸的铃木–宫浦反应?

与此类芳基硼酸兼容的常用钯催化剂包括Pd(PPh3)4、Pd(dppf)Cl2、Pd(OAc)2(配合膦配体)及Pd2(dba)3。最佳催化剂的选择取决于具体的芳基卤化物偶联伴侣及反应条件;建议针对每种新底物组合进行优化。

该化合物在偶联反应后,硝基是否可以被还原?

是的,硝基可通过标准方法还原为氨基,例如催化氢化(如H2/Pd-C)、铁粉或锌粉在酸性介质中的还原,或连二亚硫酸钠还原。这可以获得苯胺衍生物,其是药物合成中的重要中间体。操作时需注意确保还原条件与分子中所有其他官能团的兼容性。

参考文献

  1. Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chem. Rev. 1995, 95, 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
  2. Hall, D. G. (Ed.) Boronic Acids: Preparation and Applications in Organic Synthesis, Medicine and Materials, 2nd ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2011.
  3. Lennox, A. J. J.; Lloyd-Jones, G. C. Selection of boron reagents for Suzuki–Miyaura coupling. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 412–443. doi:10.1039/C3CS60197H

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-(环丙基氨基羰基)-5-硝基苯硼酸:实验操作规程》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月3日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/3-cyclopropylaminocarbonyl-5-nitrophenylboronic-acid-protocol.html
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