4-氰基哌啶-1-磺酰氯:操作与使用指南
4-氰基哌啶-1-磺酰氯:操作与使用指南
4-cyanopiperidine-1-sulfonyl chloride是一种双功能合成砌块,兼具活性磺酰氯亲电基团与含腈基哌啶骨架,可高效构建磺酰胺连接的候选药物及特种化合物。
- 化学名称
- 4-氰基哌啶-1-磺酰氯
- 产品编号
- C173844
- 官能团
- 磺酰氯(–SO₂Cl)和腈基(–CN)
- 主要反应活性
- 对胺、醇及其他亲核试剂进行亲电磺酰化,生成磺酰胺或磺酸酯
- 主要应用
- 药物化学:将4-氰基哌啶-1-磺酰基药效团引入药物骨架
- 敏感性
- 对水分敏感;遇水反应释放HCl并生成相应磺酸
- 推荐储存条件
- 密封、干燥、冷藏条件;建议在惰性气氛(N₂或Ar)下储存
化学特性与结构
4-氰基哌啶-1-磺酰氯(阿拉丁,产品编号C173844)是一种含杂环的磺酰氯试剂。其分子骨架由六元哌啶环组成,4位连接氰基(–CN),1位氮原子上连接磺酰氯(–SO₂Cl)基团。
该分子因此具有双功能性:磺酰氯部分对亲核试剂表现出强亲电性,而腈基则提供了额外的合成转化手段——可水解为羧酸、还原为胺或转化为四唑,这些均是具有药物意义的转化。
饱和、富含sp³杂化的哌啶核心与两个正交活性基团的结合,使该化合物成为基于片段的药物发现和先导化合物优化中的多功能中间体。
操作、安全与储存
个人防护装备(PPE):操作4-氰基哌啶-1-磺酰氯时,务必在通风良好的通风橱中进行。佩戴耐化学品手套(丁腈或氯丁橡胶)、实验服及安全护目镜或面罩。磺酰氯官能团具有催泪性和腐蚀性;遇大气中水分可释放HCl气体。
水分控制:由于磺酰氯与水反应迅速——生成相应磺酸和HCl——使用前所有玻璃仪器、注射器和溶剂均应充分干燥。在预计长时间暴露的情况下,应在惰性气氛(N₂或Ar)下使用标准Schlenk技术或手套箱进行操作。
储存:将化合物密封于原装容器中,存放于阴凉干燥处,远离水分和质子性溶剂。建议长期保存时在固体上方充入惰性气体。冷藏(2–8 °C)可延长保质期;请参阅质检报告(CoA)获取批次特定稳定性数据。
废弃处理:在通风橱中用冰冷水或稀碱水溶液小心猝灭过量试剂;按照当地含氯化学废物法规处置所得水相废液。切勿将纯磺酰氯直接倒入下水道。
合成应用与反应方案
磺酰胺的生成(主要应用):4-氰基哌啶-1-磺酰氯与伯胺或仲胺反应,可得到含4-氰基哌啶药效团的磺酰胺。通用操作方案为:将磺酰氯(1.0当量)溶于无水二氯甲烷(DCM)或四氢呋喃(THF)中,于0 °C加入胺类亲核试剂(1.1–1.5当量)和碱(如三乙胺或N,N-二异丙基乙胺DIPEA,2.0当量),然后升温至室温反应。反应时间视胺的亲核性而定,通常为30分钟至数小时。后处理包括水洗(饱和NaHCO₃水溶液,再用盐水),用MgSO₄或Na₂SO₄干燥,减压浓缩。
O-磺酰化:醇和酚在碱性条件下也可与磺酰氯反应生成磺酸酯,但与N-磺酰化相比,该途径在合成应用中较为少见。在含羟基的底物中选择性进行N-磺酰化时,建议严格控制温度和化学计量比。
腈基的后期官能化:磺酰胺键形成后,悬挂的腈基可进一步转化。酸或碱水解得到相应羧酸;用LiAlH₄或DIBAL-H还原得到胺;与叠氮化钠发生[3+2]环加成反应得到5-取代四唑——这是药物化学中广泛利用的羧酸生物电子等排体。
推荐溶剂:DCM、THF、乙腈和DMF均适用。磺酰化步骤中应避免使用质子性溶剂(甲醇、乙醇、水),以减少磺酰氯的水解。
质量、纯度与规格说明
订购4-氰基哌啶-1-磺酰氯(C173844)时,研究人员应查阅每批次随附的质检报告(CoA),了解纯度、外观及分析数据(如NMR、HPLC或GC纯度值)。作为对水分敏感的试剂,CoA上报告的纯度反映的是生产时的物料质量;若储存不当或容器在未采取惰性气氛保护措施的情况下反复开启,可能发生降解。
使用前应目视检查化合物:纯净的磺酰氯试剂通常为无色至淡黄色固体或液体。变色、冒烟或异常刺鼻气味可能表明部分水解或分解。在这种情况下,应在关键合成步骤前通过¹H NMR或HPLC评估试剂质量。
如需了解C173844的采购和交货期信息,请联系阿拉丁科学客户服务。如有需要,可根据要求提供定制规格和大批量订购服务。
法规与文件注意事项
安全数据表(SDS):在首次使用4-氰基哌啶-1-磺酰氯前,应从阿拉丁科学处获取完整SDS,并由所有将操作该化合物的实验室人员仔细阅读。SDS提供GHS危险分类、急救措施、灭火程序以及针对该试剂的泄漏处理指导。
GHS分类注意事项:磺酰氯在GHS框架下通常被归类为腐蚀性和刺激性物质。腈基的存在可能根据各司法管辖区的分类标准增加急性毒性标识。用户应在C173844批次SDS上核实当前GHS分类。
运输:根据数量和司法管辖区的不同,该化合物在IATA(航空货运)或DOT/ADR(公路运输)分类下可能受腐蚀性物质相关法规约束。发货前请与阿拉丁科学物流部门确认包装类别和UN编号。
出口管制:研究人员在进行国际转让前,应核实该化合物在所在国是否受出口管制法规约束。
常见问题
哪些亲核试剂可与4-氰基哌啶-1-磺酰氯反应?
伯胺和仲胺是最常见且反应活性最高的亲核试剂,在三乙胺或DIPEA等碱的存在下,在温和条件下即可生成磺酰胺。醇和酚也可反应生成磺酸酯,但通常需要更强烈的条件或活化手段。硫醇同样具有反应活性,但需谨慎控制选择性。
在反应操作过程中,如何防止磺酰氯水解?
使用无水溶剂(DCM、THF、MeCN或DMF,经分子筛干燥或购买无水级别),使用烘箱干燥的玻璃仪器,并在氮气或氩气惰性气氛下进行反应。将磺酰氯最后加入预先干燥的反应体系中,保持容器密封。磺酰化步骤中避免使用质子性溶剂和水性缓冲液。
磺酰胺形成后,该化合物中的腈基能否进一步官能化?
可以。悬挂的腈基可进行多种后期官能化反应。在酸性或碱性水溶液条件下可水解为羧酸;用LiAlH₄或DIBAL-H还原可得到氨甲基;与叠氮化钠发生[3+2]环加成可转化为5-取代四唑——这是药物化学中常用于生成羧酸生物电子等排体的转化反应。
若皮肤或眼睛接触该试剂,应采取哪些急救措施?
皮肤接触时,立即脱去污染衣物,用大量清水冲洗患处至少15分钟;如刺激持续,应就医。眼睛接触时,立即撑开眼睑,用大量清水持续冲洗至少15分钟,然后立即就医。操作前务必查阅完整SDS,了解详细急救和应急处置程序。
阿拉丁科学是否提供4-氰基哌啶-1-磺酰氯的定制规格?
C173844的标准包装规格已列于阿拉丁科学产品页面。如需大批量或定制包装,请直接联系阿拉丁科学客户服务,洽谈供货情况、交货期及价格。
参考文献
- March, J.; Smith, M. B. March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 7th ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2013. (Sulfonyl chloride reactivity and sulfonamide synthesis, general reference.)
- Patai, S. (Ed.) The Chemistry of Sulphonic Acids, Esters and their Derivatives; Wiley: Chichester, 1991. (Comprehensive reference on sulfonyl chloride chemistry.)
- Meanwell, N. A. Synopsis of some recent tactical application of bioisosteres in drug design. J. Med. Chem. 2011, 54, 2529–2591. (Tetrazole as carboxylic acid bioisostere; nitrile functionalization context.) doi:10.1021/jm1013693
- Aladdin Scientific. Certificate of Analysis, 4-Cyanopiperidine-1-sulfonyl chloride, SKU C173844. (Lot-specific purity and analytical data; contact Aladdin Scientific for current lot CoA.)
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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