4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶:操作规程
4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶:操作规程
4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶是一种用途广泛的双环杂环构建模块,广泛用作激酶抑制剂及其他具有生物活性的药物中间体合成中的关键骨架。
- 化学名称
- 4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶
- 货号
- C174622
- 分子式
- C7H6ClN3
- 分子量
- 167.59 g/mol
- 核心结构
- 具有C4位氯取代和C5位甲基取代的双环吡咯并嘧啶
- 主要应用
- 药物中间体及激酶抑制剂合成构建模块
- 推荐储存条件
- 阴凉、干燥、通风良好处,避光防潮
化学特性与性质
4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶(货号:C174622)是由嘧啶环与吡咯环稠合而成的双环杂芳香族化合物。4位的氯取代基作为亲电活性位点,可参与亲核芳香取代(SNAr)反应;5位的甲基取代基则调节骨架的电子性质和空间构型。在多步合成序列中,7位的NH(吡咯氮)可能需要进行保护。
分子式:C7H6ClN3;分子量:167.59 g/mol。该化合物通常为白色至类白色结晶性固体,微溶于水,但可溶于极性非质子溶剂,如DMF、DMSO和乙腈。
安全、储存与操作
个人防护装备(PPE):操作本化合物时,务必佩戴适当的个人防护装备,包括耐化学品手套(推荐丁腈手套)、实验室外套和安全护目镜。在通风良好的通风橱中操作,避免吸入粉尘或蒸气。
储存:将化合物存放于密封容器中,置于阴凉(建议2–8 °C以保证长期稳定性)、干燥、通风良好处,避光防潮。避免与强碱、强氧化剂及可与C4位氯基反应的活性亲核试剂接触。
废弃处置:依据当地、地区及国家关于卤代有机废物的法规处置本化合物及受污染材料。禁止倒入下水道或环境中。使用前请查阅安全数据表(SDS)以获取完整危害信息。
溶液配制与反应方案
储备液配制:在通风橱内,使用经校准的分析天平称取所需量的4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶。溶于适量无水极性非质子溶剂(如无水DMSO或DMF)中,轻轻搅拌或超声溶解。如需无颗粒溶液,可通过0.22 µm PTFE注射滤器过滤。
C4位SNAr置换:C4位的氯基在温和至中等条件下可与胺、醇及硫醇亲核试剂发生亲核芳香取代反应。典型操作步骤:将化合物(1.0当量)与所需胺类亲核试剂(1.1–2.0当量)及适量碱(如三乙胺或DIPEA,2.0当量)在极性溶剂(如异丙醇、DMF或乙腈)中混合,加热至60–100 °C,通过TLC或LC-MS监测至反应完全。冷却后,加水淬灭,用乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,Na2SO4干燥,过滤,减压浓缩。
N7保护:当吡咯NH需在进一步官能团化之前进行保护时,可使用标准保护基,如SEM基(2-三甲基硅乙氧基甲基)或甲苯磺酰基(Ts),以NaH为碱在0 °C至室温下于无水THF或DMF中安装。
注意:应针对每个目标转化反应优化具体的反应温度、当量和溶剂。通过适当的分析方法(TLC、HPLC、LC-MS)监测所有反应。
在药物化学中的应用
吡咯并[2,3-d]嘧啶骨架是药物化学中的优势结构,因其能模拟ATP中的嘌呤环系而备受关注。这种结构模拟使4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶的衍生物成为开发针对多种激酶(包括酪氨酸激酶和细胞周期蛋白依赖性激酶CDK)的激酶抑制剂的重要起始物料和中间体。
活性C4位氯基通过SNAr化学实现骨架的快速多样化,有助于构建用于构效关系(SAR)研究的集中化合物库。5位甲基提供额外的空间和电子调控,可影响对特定激酶靶标的结合亲和力和选择性。肿瘤学、免疫学和病毒学药物发现项目的研究人员经常在临床候选化合物的多步全合成中使用该中间体。
质量控制与分析表征
收到4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶(货号:C174622)后,检查物料外观(白色至类白色固体),并核对批次专属质量检验报告(CoA),确认纯度、鉴别及符合规格。
推荐分析方法:
- 纯度:HPLC(反相C18色谱柱;254 nm或280 nm紫外检测)或气相色谱用于挥发性杂质分析。
- 鉴别:1H NMR(DMSO-d6或CDCl3):吡咯NH、芳香/乙烯基质子及甲基的特征信号。高分辨质谱(HRMS)用于精确质量确认。
- 水分含量:卡尔·费歇尔滴定法确认低水分含量,对于对水分敏感的反应尤为重要。
开封后,尽可能在惰性气氛(氮气或氩气)下储存,以减少与大气水分的接触并延长货架期。
常见问题
溶解4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶推荐使用哪些溶剂?
该化合物微溶于水和常见非极性溶剂。推荐使用DMSO、DMF和乙腈等极性非质子溶剂配制储备液。对于合成反应,根据具体转化需求,异丙醇和THF也是合适的选择。
如何储存4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶以保持其稳定性?
将化合物存放于密封容器中,2–8 °C避光防潮保存。开封后,用氮气或氩气等惰性气体回充容器,以减少与大气水分的接触。查阅批次专属质量检验报告以获取其他稳定性说明。
该化合物C4位氯基的主要反应活性是什么?
C4位氯基是活化的亲电位点,可与多种亲核试剂发生亲核芳香取代(SNAr)反应,包括伯胺、仲胺、醇和硫醇。这种反应活性使其成为合成多样化吡咯并嘧啶化合物库的高度通用活性位点。反应中通常使用DIPEA或三乙胺等温和碱来中和生成的HCl。
4-氯-5-甲基-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶中的吡咯NH是否具有反应活性,是否需要保护?
是的,吡咯NH(N7位)在某些偶联反应中可能产生干扰,或在多步合成中需要进行保护。常用保护基包括SEM基和甲苯磺酰基,在无水THF或DMF中以NaH为碱进行安装。保护基的选择取决于后续合成步骤及所需的脱保护条件。
哪些分析方法适合确认该化合物的鉴别和纯度?
采用254 nm或280 nm紫外检测的反相HPLC是评估纯度的标准方法。鉴别可通过在DMSO-d6或CDCl3中进行的1H NMR光谱分析及高分辨质谱(HRMS)确认。推荐使用卡尔·费歇尔滴定法评估水分含量,这对于对水分敏感的应用至关重要。
参考文献
- Rewcastle, G. W. et al. Synthesis and biological evaluation of pyrrolo[2,3-d]pyrimidine-based kinase inhibitors. Journal of Medicinal Chemistry (general reference; specific article not confirmed from source material).
- Aladdin Scientific Certificate of Analysis, 4-chloro-5-methyl-7H-pyrrolo[2,3-d]pyrimidine, SKU C174622. Aladdin Scientific, Shanghai.
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 5th ed. Wiley-Interscience, 2001. (General reference for SNAr reactions of activated aryl halides.)
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