4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one:操作与使用规程
4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one:操作与使用规程
4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one是一种卤代茚酮衍生物,作为多功能亲电构建模块广泛应用于药物化学和制药合成领域,其双卤素取代特性为后续官能团化提供了丰富的反应位点。
- 化学名称
- 4-氯-7-氟-2,3-二氢-1H-茚-1-酮
- 阿拉丁货号
- C770094
- 核心骨架
- 2,3-二氢-1H-茚-1-酮(茚酮)
- 关键取代基
- 芳环4位氯取代,7位氟取代
- 主要应用
- 药物化学及有机合成中间体
- 推荐储存条件
- 阴凉、干燥、通风良好处,密封避光保存
- 操作注意事项
- 在通风橱中操作;佩戴丁腈手套、实验服及安全护目镜
化合物概述与性质
4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one属于环状酮茚酮系列化合物,具有由环戊酮环与苯环稠合而成的双环体系。芳环4位引入氯原子、7位引入氟原子,赋予该化合物相对于未取代母体化合物独特的电子效应和空间效应。
氯取代基通过诱导效应起到中等程度的吸电子作用,并可参与钯催化的交叉偶联反应(如Suzuki、Negishi或Buchwald–Hartwig偶联),是形成C–C键和C–N键的理想官能团。7位氟取代基通过强诱导效应提供额外的吸电子特性,已有大量文献证明氟取代可改善药物候选分子的代谢稳定性、膜通透性和结合选择性。上述特性使该化合物成为制药和农化研究中极具价值的双功能构建模块。
茚酮环1位的酮羰基提供了进一步化学改造的位点,包括还原胺化、缩合和烯醇化反应,进一步拓展了该中间体的合成应用范围。
安全与操作规程
个人防护装备(PPE):操作4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one时,务必在通风良好的通风橱中进行。佩戴耐化学品丁腈手套(建议最小厚度0.1 mm)、实验服及符合ANSI标准的安全护目镜。若以可能产生可吸入粉尘的数量操作干粉,应考虑佩戴防尘/防雾口罩。
储存:将化合物密封保存于阴凉(长期稳定性建议2–8 °C)、干燥、避免直接光照及远离强氧化剂、强碱、活泼金属等不相容物质的场所。储存区域须通风良好。
溢洒与废弃处置:发生溢洒时,疏散无关人员,用惰性吸附材料(如干沙或蛭石)控制溢洒范围,将废料收集至标有标签的废物容器中。按照适用的地方、国家及机构关于卤代有机化合物的法规进行废物处置,切勿排入下水道或水体。
急救措施:皮肤接触后,用肥皂和水彻底冲洗至少15分钟;眼睛接触后,用水缓慢冲洗至少15分钟并寻求医疗建议;吸入后,立即将患者转移至新鲜空气处;误吞后,切勿催吐,立即就医。使用前请务必查阅产品随附的安全数据表(SDS)。
合成应用分步操作规程
以下为4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one作为亲电中间体使用的通用规程。具体反应条件应针对每个目标转化进行优化。
- 试剂准备:在通风橱中,将所需量的4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one称量至皮重归零的小瓶中,记录精确质量。在合适的无水溶剂(如二氯甲烷、THF或DMF)中配制所需浓度的储备溶液(大多数合成应用通常为0.1–0.5 M)。
- 反应装置搭建(示例:经芳基C–Cl键的钯催化交叉偶联):在惰性气氛(N₂或Ar)下,向Schlenk瓶或密封管中加入茚酮底物、适当的偶联试剂(如硼酸或胺)、钯源(如Pd(OAc)₂或Pd₂(dba)₃)、合适的配体(如SPhos、XPhos或BINAP)以及碱(如Cs₂CO₃或K₃PO₄)。加入脱气溶剂(甲苯、二氧六环或DMF),密封反应容器。
- 反应监测:将反应混合物加热至适当温度(钯催化偶联通常为80–110 °C)。定期通过TLC或HPLC监测反应进程。根据偶联试剂和催化剂用量不同,典型反应时间为4至24小时。
- 后处理:冷却至室温,用乙酸乙酯稀释,依次用水和饱和食盐水洗涤。有机层经无水MgSO₄或Na₂SO₄干燥,过滤后在减压条件下浓缩。
- 纯化:用硅胶柱层析(适当溶剂梯度,如正己烷/乙酸乙酯)纯化粗产品。通过¹H NMR、¹³C NMR、¹⁹F NMR、HRMS和/或HPLC确认产品结构与纯度。
注意:本规程中所有具体反应条件、催化剂用量、温度及收率均应在受监管工作流程使用前经内部验证。
表征与质量控制
在用于敏感合成序列之前,研究人员应使用以下分析技术确认所收到批次4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one的结构和纯度:
- ¹H NMR:芳香区预期特征信号(δ 7.0–7.8 ppm,2H,对应卤素取代基邻位两个不等价环质子),脂肪区预期特征信号(δ 2.6–3.1 ppm,4H,对应环戊酮环C-2和C-3位CH₂基团)。精确化学位移应与产品质量合格证(CoA)核对确认。
- ¹³C NMR:预期信号包括羰基碳(约190–200 ppm)、芳香碳及茚酮环系脂肪碳信号。
- ¹⁹F NMR:单一氟信号可确认芳基氟取代基的存在及化学环境,该技术对确认区域化学尤为有用。
- HRMS或LC-MS:确认与分子式一致的分子离子峰,并与理论精确质量进行比较。
- HPLC:评估化学纯度。作为合成构建模块使用时,通常建议纯度≥95%(254 nm处面积归一化法)。具体批次纯度请参阅阿拉丁科学提供的CoA。
- 熔点:记录并与文献值或CoA值进行比较,作为补充结构确认手段。
请务必保留阿拉丁科学货号C770094随附的CoA,以备文件记录和溯源之用。
常见问题排查
使用4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one过程中可能出现以下问题,解决方案如下:
- 交叉偶联反应转化率低:确保完全排除氧气和水分;检查催化剂活性(尽可能使用新鲜配制的催化剂溶液);逐步升高反应温度;或更换活性更高的钯源或配体体系。验证碱的用量是否充足且与所用溶剂体系相适应。
- TLC/HPLC检测到多种副产物:降低反应温度或缩短反应时间;检查偶联试剂与底物的比例;考虑更换溶剂。若观察到原脱氯或原脱卤副产物,应优化碱和配体的选择以减少β-氢消除途径。
- 原料溶解性差:4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one在质子性或非极性溶剂中溶解度可能有限。必要时可使用极性非质子溶剂(DMF、NMP或DMSO)并适当加温溶解,但不得加热至化合物分解温度以上。
- 储存过程中降解:若开瓶时观察到变色或异味,使用前应通过NMR或HPLC对物料进行表征。确保每次使用后容器已妥善密封,并在推荐条件下储存。
常见问题
4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one的推荐储存条件是什么?
将化合物密封保存于2–8 °C阴凉、干燥、通风良好的环境中,避免直接光照,远离强氧化剂和活性碱。每次使用后应立即重新密封容器,以防止水分侵入和潜在降解。
4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one作为构建模块最适合哪些类型的化学反应?
该化合物非常适合通过芳基C–Cl键进行钯催化交叉偶联反应(如Suzuki–Miyaura、Buchwald–Hartwig和Negishi偶联)。1位酮羰基也可用于还原胺化、亲核加成和缩合反应。芳基氟在上述条件下通常保持稳定,但在特定亲核芳香取代条件下,可被高度活化的亲核试剂取代。
使用前如何确认所收到批次的纯度和结构?
通过¹H NMR、¹³C NMR和¹⁹F NMR光谱确认结构,辅以HRMS或LC-MS进行质量确认。通过HPLC(面积归一化法,通常在254 nm处检测)评估纯度,合成应用中纯度目标为≥95%。请务必将数据与阿拉丁科学货号C770094随附的质量合格证(CoA)进行比对。
4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one是否有害,应佩戴哪些防护装备?
与大多数卤代有机化合物一样,该试剂应视为对皮肤、眼睛和呼吸道具有潜在刺激性。操作时务必在通风橱中进行,佩戴丁腈手套、实验服和安全护目镜。首次使用前,请查阅产品随附的完整安全数据表(SDS)以获取全面的危害信息。
参考文献
- General principles of palladium-catalysed cross-coupling reactions. See standard organometallic chemistry textbooks (e.g., Negishi, E. Ed. Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis, Wiley, 2002).
- Fluorine in medicinal chemistry: properties and metabolic effects of aryl fluorine substituents. See: Hagmann, W. K. The many roles for fluorine in medicinal chemistry. J. Med. Chem. 2008, 51, 4359–4369. doi:10.1021/jm800219f
- Aladdin Scientific product page for 4-Chloro-7-fluoro-2,3-dihydro-1H-inden-1-one, SKU C770094.
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