4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶:性质、操作与实验室应用指南
4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶:性质、操作与实验室应用指南
4-(tert-Butoxy)-2-chloropyrimidine是一种多功能卤代嘧啶构建模块,在药物化学和制药研究中被广泛用作亲核芳香取代反应和交叉偶联反应的亲电试剂。
- 化学名称
- 4-(叔丁氧基)-2-氯嘧啶
- 货号
- C730555
- 核心官能团
- 嘧啶环上C-2位氯基与C-4位叔丁氧基
- 主要合成用途
- 用于亲核芳香取代(SNAr)及过渡金属催化交叉偶联反应的亲电嘧啶构建模块
- 叔丁氧基的作用
- 作为羟基的保护形式(酚等价物),可在酸性条件下脱保护,暴露出2-氯-4-羟基嘧啶骨架
- 储存建议
- 储存于阴凉、干燥、通风良好的环境,远离水分、热源及不相容氧化剂,保持容器密封
- 操作注意事项
- 在通风橱中操作;佩戴适当个人防护装备(手套、实验服、护目镜);避免吸入粉尘或蒸气
化学特性与理化性质
4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶是一种卤代嘧啶衍生物,在嘧啶环的4位带有叔丁氧基,2位带有氯原子。嘧啶骨架是含有两个氮原子(位于1位和3位)的六元芳香杂环,使该环富含缺电子特性,极易在带有离去基团的碳中心发生亲核芳香取代反应(SNAr)。
叔丁氧基取代基起到羟基保护基的作用。在酸性条件下(如有机溶剂中的三氟乙酸或盐酸),叔丁基醚可被裂解,从而暴露出相应的4-羟基(氧代)嘧啶互变异构体,该结构是生物活性核苷类似物和激酶抑制剂骨架中的常见基团。这种正交保护基策略使4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶在多步合成序列中尤为重要。
该化合物通常为固体或低熔点固体,可溶于二氯甲烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和乙腈等常见有机溶剂。确切的熔点、沸点和密度数据应以每批次随附的分析证书(CoA)为准。
合成应用与反应操作指导
亲核芳香取代(SNAr):C-2位氯基在相邻环氮原子的活化下,对SNAr反应高度敏感。伯胺、仲胺、烷氧负离子和硫醇盐可选择性地在C-2位置换氯离子,得到2-氨基、2-烷氧基或2-硫代取代嘧啶。反应通常在极性非质子溶剂(DMF、NMP、乙腈)中进行,加入适当碱(如三乙胺、DIPEA或碳酸钾),反应温度视亲核试剂活性而定,范围为室温至80°C。
过渡金属催化交叉偶联:C-2位C–Cl键可参与钯催化的Suzuki–Miyaura、Buchwald–Hartwig和Negishi偶联反应,从而引入芳基、杂芳基或氨基。常用催化体系包括Pd(PPh₃)₄或Pd₂(dba)₃配合适当膦配体,Suzuki偶联结合水相碱,胺化反应结合有机胺碱使用。
序列官能团化:由于叔丁氧基对酸敏感,C–Cl键在金属催化或SNAr条件下具有反应活性,化学家可设计序列一锅法或分步方案。通常先对氯基进行反应,再通过酸性脱保护去除叔丁氧基,暴露羟基嘧啶或其互变异构体。该策略非常适合嘧啶类候选药物的化合物库合成。
推荐溶剂:DCM或THF用于溶解;DMF或NMP用于高温SNAr;甲苯或二氧六环用于交叉偶联反应。
安全操作、储存与废弃处置
个人防护装备(PPE):操作4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶时,务必在经认证的通风橱内进行。佩戴耐化学品手套(推荐丁腈手套)、实验服及安全眼镜或护目镜。称量时避免产生粉尘;若无法避免,应佩戴防尘口罩或呼吸防护装备。
储存条件:储存于密封容器中,置于阴凉(低于25°C)、干燥、通风良好的储藏室,远离直射阳光、水分和热源。远离强氧化剂、强碱和活性金属。按照当地化学品储存法规,与不相容物质分开存放。
稳定性:该化合物对水分敏感,长时间暴露可能导致C–Cl键水解。建议使用干燥剂(分子筛或硅胶袋)储存,以长期保持试剂质量。
泄漏处理:发生泄漏时,立即通风,避免吸入,使用惰性吸附材料(如干沙或蛭石)收集物料。不得直接用水处理大量泄漏物。转移至标识明确的废弃容器中进行处置。
废弃处置:按照适用的国家、地区及机构关于卤代有机废物的相关法规进行废物处置,不得倒入下水道或混入生活垃圾。请咨询所在机构的环境健康与安全(EHS)部门,了解经批准的废弃处置程序。
急救措施:皮肤接触时,立即用肥皂和水冲洗至少15分钟;眼睛接触时,用大量清水冲洗15分钟并寻求医疗救助;吸入时,转移至新鲜空气处,如症状持续请就医。
质量、纯度与验证指导
纯度评估:对于要求严格的合成应用,用户应在使用前通过HPLC或GC验证纯度。¹H NMR和¹³C NMR波谱可明确确认结构,并能检测常见杂质,如去氯或去叔丁氧基副产物。质谱(ESI-MS或APCI-MS)可确认分子量。
分析证书(CoA):Aladdin Scientific每批次4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶(货号:C730555)均附有批次专属CoA,详细列明纯度(%)、外观及分析数据。请在购买时或通过Aladdin客服门户申请CoA,以确认试剂符合您的实验规格要求。
结构确认:主要光谱鉴别特征包括:IR谱中特征芳香C–H伸缩振动,¹H NMR中嘧啶环质子信号(通常为H-3和H-5的两个类双峰信号,以及叔丁基在约δ 1.5 ppm处的单峰),以及质谱中与分子式一致的分子离子峰。确切数值应以CoA为准。
试剂规格选择:Aladdin Scientific提供的该化合物用于研究用途。在生物学或法规合规背景下使用前,请确认其纯度和规格满足您的检测要求。
常见问题
4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶在合成化学中的主要用途是什么?
4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶是一种双官能嘧啶构建模块。C-2位氯基可与胺、烷氧负离子和硫醇盐发生亲核芳香取代(SNAr)反应,或参与钯催化交叉偶联反应。C-4位叔丁氧基作为羟基的酸性可脱除保护基,在多步合成中实现嘧啶环的正交修饰。
在完成C-2位官能化后,如何脱除叔丁氧基保护基?
叔丁基醚可在酸性条件下裂解。常用试剂包括二氯甲烷中的三氟乙酸(TFA,通常为20–50% v/v,室温),或二氧六环中的稀盐酸。反应进程应通过TLC或HPLC监测。所得4-羟基嘧啶(或其氧代互变异构体)可通过标准后处理和纯化进行分离。
4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶在常规实验室使用中与哪些溶剂相容?
该化合物易溶于常见极性非质子溶剂和氯代溶剂,包括二氯甲烷(DCM)、四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和乙腈。交叉偶联反应亦可使用甲苯和1,4-二氧六环。避免与水或质子性溶剂长时间接触,因为在水相酸性或碱性条件下C–Cl键可能发生水解。
如何储存4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶以保持试剂质量?
将化合物密封储存于25°C以下的阴凉、干燥、通风良好的环境中,避光防潮。长期储存建议使用干燥剂(如分子筛或硅胶袋)。每次使用后及时重新密封容器,并在关键实验前通过CoA或分析验证确认试剂质量。
Aladdin Scientific是否供应4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶,产品货号是什么?
是的,Aladdin Scientific以货号C730555供应4-(tert-Butoxy)-2-氯嘧啶。请联系Aladdin销售或客服团队了解当前价格、可用包装规格、纯度规格及交货周期。
参考文献
- March, J.; Smith, M. B. March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 7th ed. Wiley, 2013. (General reference for SNAr and cross-coupling mechanisms.)
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry. 5th ed. Wiley-Blackwell, 2010. (Reference for pyrimidine chemistry and reactivity.)
- Greene, T. W.; Wuts, P. G. M. Greene's Protective Groups in Organic Synthesis. 4th ed. Wiley, 2007. (Reference for tert-butyl ether deprotection strategies.)
- Aladdin Scientific. Product Certificate of Analysis, 4-(tert-Butoxy)-2-chloropyrimidine, SKU C730555. (Lot-specific analytical data; available on request from Aladdin Scientific.)
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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