4-溴-1,1-二氟环己烷:操作与应用指南
4-溴-1,1-二氟环己烷:操作与应用指南
4-bromo-1,1-difluorocyclohexane is a versatile gem-二氟环己烷构建模块,广泛应用于药物化学和新药发现领域,用于将具有代谢稳定性的二氟亚甲基环状结构引入候选分子中。
- CAS号
- 原始资料中未确认,请参阅审查标记
- 分子式
- C6H9BrF2
- 分子量
- 203.04 g/mol(计算值)
- 关键官能团
- 偕二氟基(1,1-CF2)和烷基溴(4位)
- 主要应用
- 用于C–C键和C–杂原子键形成反应的药物中间体及合成构建模块
- 储存建议
- 储存于阴凉、干燥、通风良好的区域,远离点火源和潮湿环境
理化性质与结构
4-溴-1,1-二氟环己烷(B172480)是一种饱和六元碳环化合物,在1位具有偕二氟取代基,在4位具有溴原子。分子式为C6H9BrF2,计算分子量约为203.04 g/mol。
偕二氟基团(–CF2–)与母体环己烷相比,赋予化合物独特的电子性质和构象特性。氟的强诱导吸电子效应显著降低了环碳上的电子密度,同时两个C–F键偶极影响环的优先椅式构象。这些特性直接体现在衍生物相对于非氟化类似物的脂溶性(LogP)和代谢稳定性的改变上。
4位的C–Br键(相对于1,1-CF2基团在椅式构象中具有赤道键优先性)为亲核取代(SN2)、消除反应、金属-卤素交换以及过渡金属催化的交叉偶联反应提供了多功能反应位点。该化合物预期为无色至淡黄色液体或低熔点固体;精确的物理常数(熔点、沸点、密度)应通过随货批次B172480提供的分析证书确认。
在药物化学和有机化学中的合成应用
作为生物电子等排体前体的作用:4-取代-1,1-二氟环己烷骨架越来越多地被用作偕二甲基、叔丁基或螺环部分的生物电子等排体。引入–CF2–基团可在维持或增强靶点结合的同时,改善水溶性和代谢稳定性,使B172480成为中枢神经系统、肿瘤学和抗感染领域候选药物的重要起点。
亲核取代反应(SN2):C4–Br键的伯烷基溴性质使其对碳、氧、氮和硫亲核试剂具有反应活性。在标准条件下与胺、醇、硫醇或有机铜试剂反应,可以良好产率获得4-取代-1,1-二氟环己烷衍生物。
交叉偶联反应:通过低温锂-卤素交换(例如,n-BuLi,–78°C,THF中)或格氏试剂形成(Mg,THF),溴化物可被转化为活性有机金属物种,用于与羰基化合物的加成,或在金属转移后参与熊田、根岸或铃木-宫浦交叉偶联反应。
消除生成二氟环己烯:用强碱(如KOtBu、DBU)处理可促进E2消除,生成1,1-二氟-4-环己烯衍生物,作为张力或不饱和氟化中间体用于进一步官能化。
自由基反应:在自由基引发条件下,C–Br键可参与原子转移自由基加成(ATRA)或其他自由基链式过程,得到支链氟化产物。
安全操作、储存与废弃处置
一般危害概况:4-溴-1,1-二氟环己烷同时含有烷基溴和有机氟官能团。烷基溴通常被认为对皮肤、眼睛和呼吸道有刺激性,若吸入或经皮肤吸收可能有害。B172480的具体GHS分类和危害声明应从Aladdin Scientific产品页面上提供的最新安全数据表(SDS)中核实。
个人防护装备(PPE):最低应使用耐化学品手套(丁腈或氯丁橡胶)、安全眼镜或护目镜及实验服。处理纯品或浓缩溶液时,应在通风良好的通风橱中进行。
储存:密封储存于阴凉(建议2–8°C以延长稳定性)、干燥处,远离强碱、氧化剂和点火源。若预计长期储存,应保存在原包装中并置于惰性气氛(氮气或氩气)下,以防止湿气进入和分解。
溅漏处理:用惰性材料(蛭石、干沙)吸收小量溅漏物。避免产生粉尘或蒸气。将废弃物收集于适当标记的容器中,并按照当地有关卤代有机废弃物的环境法规进行处置。
急救措施:皮肤或眼睛接触时,立即用水冲洗至少15分钟。若吸入,立即转移至新鲜空气处,症状持续时寻求医疗救助。完整应急程序请参阅产品SDS。
质量、纯度与分析表征
纯度标准:Aladdin Scientific的B172480产品提供明确的纯度规格;请查阅产品页面或当前批次的分析证书(CoA)以获取具体纯度值。对于药物化学中的大多数合成应用,≥95%的纯度(GC或HPLC)是理想的,以尽量减少卤化物杂质或异构体副产物引起的副反应。
鉴别确认:该化合物可通过1H NMR、13C NMR和19F NMR方便地表征。主要NMR特征包括:
- 19F NMR:偕-CF2基团在约–90至–100 ppm区域(相对于CFCl3)出现特征单峰或多重峰。
- 1H NMR:CF2和CHBr中心两侧的轴向和赤道CH2质子的多重峰;4位次甲基(连接Br的CH)的多重峰。
- GC-MS:m/z 202/204/206处的分子离子簇(同位素模式与含一个Br和两个F原子一致)。
对潮湿的敏感性:虽然不像格氏试剂那样对水分敏感,但该化合物应在标准台面条件下操作,注意尽量减少在潮湿空气中的长时间暴露,以防止C–Br键的缓慢水解。
常见问题
4-溴-1,1-二氟环己烷最常用于哪些反应?
该化合物主要用作与各种亲核试剂(胺、硫醇、醇盐)进行SN2反应的烷基化试剂,以及用作有机锂或格氏试剂前体,用于加成和交叉偶联反应。其偕二氟环己烷核心在药物化学研究中也作为生物电子等排体替代物而具有重要价值。
应如何储存4-溴-1,1-二氟环己烷(B172480)以保持其稳定性?
将化合物密封储存于2–8°C的阴凉、干燥、通风良好的区域,避免接触潮湿、强碱和氧化剂。如需长期储存,建议在容器内维持惰性气氛(N2或Ar),以防止C–Br键水解和氧化降解。
偕二氟(1,1-CF2)环己烷基团在新药发现中为何重要?
偕-CF2基团具有代谢稳定性,因为强C–F键能够抵抗细胞色素P450介导的氧化,而这种氧化通常发生在sp3碳中心。它还可调节邻近基团的脂溶性和pKa,并能作为偕二甲基、缩酮或羰基官能团的生物电子等排体,为药物化学家提供在不显著改变分子形状的情况下改善药代动力学特征的工具。
4-溴-1,1-二氟环己烷与水相反应条件兼容吗?
该化合物通常更适合无水有机溶剂体系(THF、DMF、DCM、乙腈)。在强水性或碱性水相条件下,烷基溴容易发生水解或消除反应。对于需要含水共溶剂的反应,应缩短反应时间并监测分解情况。
如何确认收到的批次B172480的鉴别和纯度?
查阅随货物提供的分析证书(CoA)以获取批次特定的纯度数据(通常为GC纯度)。通过1H、13C和19F NMR波谱以及GC-MS(预期分子离子簇在m/z约202/204/206)确认鉴别。如发现差异,请联系Aladdin Scientific客户服务部门获取技术支持或更换产品。
参考文献
- Gouverneur, V.; Müller, K. (Eds.) Fluorine in Pharmaceutical and Medicinal Chemistry. Imperial College Press, 2012. (General reference on fluorinated building blocks in drug discovery.)
- Meanwell, N. A. Fluorine and Fluorinated Motifs in the Design and Application of Bioisosteres for Drug Design. J. Med. Chem. 2018, 61, 5822–5880. doi:10.1021/acs.jmedchem.7b01788
- Gillis, E. P.; Eastman, K. J.; Hill, M. D.; Donnelly, D. J.; Meanwell, N. A. Applications of Fluorine in Medicinal Chemistry. J. Med. Chem. 2015, 58, 8315–8359. doi:10.1021/acs.jmedchem.5b00756
- Aladdin Scientific Product Page: 4-Bromo-1,1-difluorocyclohexane, SKU B172480. (For lot-specific CoA, SDS, and purity data.)
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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