4-氯-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲醛:实验室操作指南
4-氯-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲醛:实验室操作指南
4-氯-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲醛是一种多功能双官能团嘧啶砌块,同时具有活泼的C-4氯代基团和C-5醛基,使其成为药物化学和合成化学中构建复杂杂环骨架的重要中间体。
- CAS号
- 来源材料中未指定,请参阅产品数据表
- 分子式
- C6H5ClN2OS
- 关键官能团
- 醛基(C-5位)、氯代基(C-4位)、甲硫基(C-2位)
- 主要应用
- 杂环合成;药物及农药中间体
- 推荐储存条件
- 储存于阴凉、干燥、通风良好处,远离水分及不相容物质
- Aladdin产品编号
- C174338
化学特性与结构
4-氯-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲醛是一种取代嘧啶,芳环上具有三个独特的官能团:4位氯基、2位甲硫基(–SCH3)以及5位醛基(–CHO)。这种组合使该分子具有高度反应活性和合成多功能性。
缺电子的嘧啶环受氯基和醛基取代基的共同活化,有利于C-4位的亲核芳香取代(SNAr)反应。C-2位的甲硫基进一步调节环的电子效应,在适当条件下可被取代或氧化,从而提供额外的合成灵活性。C-5位的醛基可用于缩合反应、还原胺化、Wittig烯化及药物化学中常用的其他转化。
分子式:C6H5ClN2OS,分子量约为188.6 g/mol。
操作、安全与储存指南
个人防护装备(PPE):处理该化合物时,请佩戴适当的耐化学品手套、护目镜和实验服。在通风良好的通风橱中操作,以减少粉尘或蒸气的吸入暴露。
储存:将化合物储存在密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好且避光避湿的环境中。湿气可能促进醛基水解及氯代离去基团的降解。推荐储存温度通常为2–8 °C,或遵照产品质量分析证书(CoA)的规定。使用前请查阅安全数据表(SDS),了解完整的危险分类和急救措施。
不相容物:作为含醛基的活化芳基氯化物,该试剂应远离强亲核试剂、强碱、强氧化剂和水分。避免与过量胺类、醇类及水接触,以防引发提前反应。
废物处置:依照当地、区域和国家有关卤代有机化合物的法规处置废物。未经适当处理,不得倒入下水道或丢入普通废物流。
合成应用与反应活性
4-氯-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲醛的多官能团特性使其成为合成化学和药物化学中的重要砌块。三个正交反应位点支持依次进行的化学选择性转化:
- C-4位亲核芳香取代(SNAr):C-4位的氯基可在温和至中等条件下被多种氮、氧或硫亲核试剂(如胺类、醇盐、硫醇盐)选择性取代。这是最常利用的转化反应,可在保留醛基和甲硫基供后续修饰的同时,引入多样化的药效团。
- C-5位醛基转化:C-5位醛基可参与与活性亚甲基化合物的缩合反应、与伯胺或仲胺的还原胺化、Wittig或Horner–Wadsworth–Emmons烯化,以及肟或腙的生成。这些反应广泛用于提升分子复杂性并引入结构多样性。
- C-2位甲硫基的操控:–SCH3基团可被氧化为亚砜或砜,随后作为离去基团用于进一步亲核取代,从而获得2,4-二取代嘧啶。此外,它也可作为生物电子等排体保留在候选药物结构中。
上述特性共同使该化合物成为合成激酶抑制剂、抗菌剂及其他生物活性杂环化合物的优选骨架。
质量、纯度与规格注意事项
在采购用于研究的4-氯-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲醛时,研究人员应考虑以下规格参数:
纯度:对于大多数合成应用,推荐纯度≥95%(以HPLC或GC测定)。在进行构效关系(SAR)研究或低底物浓度条件下,可能需要更高纯度等级,以避免杂质影响后续转化或检测结果。
化合物确认:使用1H NMR和13C NMR核磁共振波谱及质谱(ESI-MS或APCI-MS)验证化合物身份。醛基质子在1H NMR谱(DMSO-d6)中应在δ约10 ppm处呈现特征单峰。
质量分析证书(CoA):使用前务必索取并审阅CoA,关键参数包括外观、纯度(HPLC或GC面积百分比)、水分含量以及(如有)熔点。
批次间一致性:对于持续进行的研究项目或放大研究,应索取多批CoA并在必要时在内部进行独立分析验证,以确保批次间的一致性。
常见问题
4-氯-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲醛最常用于哪些反应?
该分子最常见的转化利用其三个反应位点:(1)C-4位的亲核芳香取代(SNAr),用胺类、醇盐或硫醇盐取代氯基;(2)C-5醛基的缩合、还原胺化或Wittig反应;(3)C-2位甲硫基的氧化或亲核取代,以引入进一步的取代基。
如何储存4-氯-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲醛以保持其稳定性?
将化合物密封储存于阴凉、干燥、避光的环境中,理想温度为2–8 °C。应避免湿气和光照,因为醛基官能团易随时间发生水解和氧化。使用前请务必参阅产品CoA和SDS中的具体储存建议。
C-4位氯基与C-2位甲硫基,哪个对亲核取代更具反应活性?
在标准SNAr条件下,C-4位氯基通常比C-2位甲硫基对亲核取代更具反应活性,因为在这些条件下氯离子比甲硫基是更好的离去基团。然而,甲硫基可通过预先氧化为相应的亚砜或砜而被选择性活化,从而实现两个位置的顺序官能化。
涉及该化合物的反应通常使用哪些溶剂?
极性非质子溶剂如DMF、DMSO、乙腈和THF常用于该类活化嘧啶的SNAr反应及其他转化。溶剂的选择应根据具体的亲核试剂、碱和反应条件而定;在规模化实验前务必进行溶解度测试。
该化合物可以直接用于生物测定吗?
由于该化合物具有高度反应活性(亲电醛基和活化芳基氯),其主要用途为合成中间体,而非直接用于生物学研究。应将其转化为更稳定的目标结构后再进行生物评价。请查阅SDS了解已知毒理学数据,并采取适当防护措施。
参考文献
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General reference for nucleophilic aromatic substitution and aldehyde chemistry.)
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry, 5th ed.; Wiley-Blackwell: Oxford, 2010. (Reference for pyrimidine reactivity and functionalization strategies.)
- Aladdin Scientific product page for C174338: 4-chloro-2-(methylsulfanyl)pyrimidine-5-carbaldehyde. (Refer to current product datasheet and CoA for authoritative specification 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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