5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶:常见问题解答与实验室指南
5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶:常见问题解答与实验室指南
5-bromo-2-chloro-4-methoxypyrimidine is a trisubstituted pyrimidine building block bearing two orthogonal electrophilic leaving groups and a methoxy activating group, making it a versatile intermediate for selective nucleophilic aromatic substitution and cross-coupling reactions in medicinal and agrochemical synthesis.
- CAS号
- 89793-12-4
- 分子式
- C5H4BrClN2O
- 分子量
- 223.45 g/mol
- 关键官能团
- 2位氯、5位溴、4位甲氧基
- 主要用途
- 亲核芳香取代反应、钯催化交叉偶联(铃木、Buchwald-Hartwig),药物中间体合成
- Aladdin货号
- B176822
5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶是什么,为何在研究中有重要价值?
5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶(CAS 89793-12-4,Aladdin货号B176822)是一种多卤代嘧啶衍生物,其芳环5位带有溴原子,2位带有氯原子,4位带有甲氧基。两个卤素取代基进一步增强了本已缺电子的嘧啶环,使其对亲核芳香取代反应(SNAr)具有高度活性。
该化合物被广泛用作药物化学和农用化学品研究中的双功能构建单元,原因在于C-2氯和C-5溴位点具有截然不同的反应活性。在温和的SNAr条件下,由于两侧环氮的更强活化作用,C-2氯优先被杂原子亲核试剂(胺、醇、硫醇)取代。C-5溴则是钯催化交叉偶联反应(如铃木-宫浦、Negishi及Buchwald-Hartwig胺化反应)的优质位点,可以高度化学选择性地形成碳-碳键或碳-杂原子键。C-4甲氧基在强制条件下本身也可被置换或转化为其他官能团,提供第三个多样化位点。
这种正交反应活性的组合使5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶成为高效构建多样化嘧啶库的核心骨架,广泛应用于以激酶、GPCR及其他治疗相关蛋白靶点为对象的药物发现项目。
理化性质、纯度及分析规格
5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶在室温下通常为白色至类白色结晶固体。主要理化参数如下:
- 分子式:C5H4BrClN2O
- 分子量:223.45 g/mol
- CAS登记号:89793-12-4
- 外观:白色至类白色固体
- 纯度(典型值):GC或HPLC法≥97%
研究人员在收到产品后应通过1H NMR及GC或HPLC分析验证纯度,尤其是在对痕量杂质敏感、可能影响收率或纯化的多步合成序列中。甲氧基单峰和嘧啶C-5位质子的特征单峰是1H NMR谱中的诊断性共振信号。
注:熔点、沸点及logP等具体数值未在现有资料来源中得到确认,在引用前请参照供应商的质检证书(CoA)或原始文献进行核实。
操作、储存及安全注意事项
作为有机卤素化合物,5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶在操作时应遵守适用于活性卤代杂环化合物的标准实验室安全规程:
- 个人防护装备:佩戴丁腈手套、实验服和安全护目镜,在通风良好的通风橱中操作。
- 储存:置于密封容器中,在干燥惰性气氛(氩气或氮气)保护下于2–8 °C或阴凉干燥处室温保存,避免潮湿、光照及与强碱、氧化剂等不相容物质接触。具体推荐储存温度请参照产品质检证书(CoA)。
- 吸湿性:该化合物长期暴露于潮湿环境中可能受潮,建议尽量在惰性气氛下操作,使用后立即重新密封。
- 废弃物处置:按照当地卤代有机废弃物处置法规执行。
在使用本品前,研究人员应查阅Aladdin Scientific提供的安全数据表(SDS),以获取完整的危险分类、急救措施及法规信息。具体GHS危险分类及危险/防范说明(H/P声明)应直接参考SDS,而非仅从结构推断。
合成应用与反应操作指南
C-2位(氯取代)的选择性SNAr反应:C-2位受两侧环氮原子的双重活化,在温和条件下(通常0 °C至室温,极性非质子或质子溶剂中)对伯胺、仲胺、醇钠及硫醇盐具有选择性反应活性。通常使用三乙胺、DIPEA或K2CO3等碱中和生成的HCl。该选择性允许在C-2位单一官能化的同时保留C-5溴位点,用于后续金属催化步骤。
C-5位(溴)的钯催化交叉偶联反应:C-5位芳基溴可与芳基或杂芳基硼酸/硼酸酯进行标准铃木-宫浦偶联,与仲胺进行Buchwald-Hartwig胺化,以及与有机锌试剂进行Negishi偶联。常用催化体系包括Pd(PPh3)4、Pd(dppf)Cl2或XPhos/Pd-G2预催化剂,铃木反应中常以水溶性K2CO3或Cs2CO3为碱。
甲氧基的转化:C-4甲氧基可在酸性条件下(如HBr或BBr3)裂解以暴露羟基嘧啶,或在强制条件下与强亲核试剂发生醚交换或进一步的SNAr型取代反应。
顺序官能化策略:常见的两步文库合成方法为:(1)在C-2位与胺类亲核试剂进行选择性SNAr反应引入氮取代基,再(2)在C-5位进行铃木偶联安装(杂)芳基,从而获得具有药物研究价值的2-氨基-5-芳基-4-甲氧基嘧啶骨架。
各转化的具体反应条件、收率及文献先例应在一级合成文献中核实;本文不对具体收率做出声明。
在Aladdin Scientific订购、供货及质量保证
货号:B176822 — 5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶可通过Aladdin Scientific购得。研究人员及采购人员可直接在Aladdin Scientific官网下单,或联系客服咨询。
质量保证:每批产品均附有质检证书(CoA),记录纯度(GC/HPLC)、外观及相关分析数据。欢迎客户在下单时索取CoA或特定批次数据。
包装规格:可提供多种包装规格,以满足小规模发现研究及较大规模制备需求。如需散装报价及供货信息,请联系Aladdin Scientific。
退货与问题处理:若收到的产品不符合规格,请尽快联系Aladdin Scientific客服,并提供订单号及批次号。退货与退款政策详见Aladdin Scientific官网。
收货后储存:收货后请立即按CoA所示条件储存,以在整个货架期内保持产品完整性。
常见问题
5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶中C-2氯和C-5溴的反应活性有何区别?
C-2氯位受嘧啶两侧氮原子的双重活化,对胺、醇钠等杂原子亲核试剂的亲核芳香取代(SNAr)反应活性很高,通常在温和条件下即可反应。C-5溴位由于芳基溴与Pd(0)催化剂的氧化加成动力学优势,是钯催化交叉偶联反应(如铃木、Buchwald-Hartwig)的首选位点。这种正交反应活性使两个位点能够独立地进行顺序、化学选择性官能化。
5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶应如何储存以保持稳定性?
该化合物应置于密封容器中,在干燥惰性气氛(氮气或氩气)保护下,储存于阴凉干燥处,避免潮湿、光照及与强碱、氧化剂等不相容试剂接触。卤代嘧啶衍生物通常建议冷藏保存(2–8 °C);请以Aladdin Scientific B176822批次质检证书上的推荐条件为准。每次使用后应立即重新密封容器,以减少与大气中水分的接触。
C-4位的甲氧基是否可以去除或转化为其他官能团?
是的,C-4甲氧基可在酸性条件下裂解——例如使用氢溴酸或三溴化硼(BBr3)——得到相应的4-羟基嘧啶(嘧啶酮互变体),其本身也可作为通用中间体。甲氧基在强制SNAr条件下也可被强亲核试剂取代,或发生醚交换反应。所需条件比C-2氯取代更为剧烈,因此在顺序官能化策略中可以实现选择性控制。研究人员应查阅一级文献以获取各转化的优化操作方案。
5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶是否适用于铃木-宫浦偶联反应?推荐哪些催化体系?
是的,5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶C-5位的芳基溴非常适合与芳基及杂芳基硼酸或硼酸酯进行铃木-宫浦偶联。常用催化体系包括Pd(PPh3)4、Pd(dppf)Cl2以及XPhos Pd G2等大位阻膦配体预催化剂,以K2CO3或Cs2CO3为碱,在含水二噁烷、DME或THF中反应。在标准铃木条件下,C-2氯通常不参与反应,从而实现C-5位的化学选择性官能化。具体条件应根据所用硼酸偶联伙伴及反应规模进行优化。
如何确认收到的5-溴-2-氯-4-甲氧基嘧啶批次的鉴别和纯度?
鉴别可通过1H NMR(关注C-5环质子单峰及约δ 4.0 ppm处OCH3单峰)、13C NMR和/或质谱(MS)进行确认。纯度最好通过GC或反相HPLC配合紫外检测进行评估;Aladdin Scientific为货号B176822提供的CoA将报告该批次的纯度值及分析方法。如发货时未附CoA,请携带批次号联系Aladdin Scientific客服索取。
参考文献
- March, J.; Smith, M. B. March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 7th ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2013. (General reference for SNAr reactions and cross-coupling chemistry.)
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chemical Reviews 1995, 95 (7), 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
- Hartwig, J. F. Evolution of a Fourth Generation Catalyst for the Amination and Thioetherification of Aryl Halides. Accounts of Chemical Research 2008, 41 (11), 1534–1544. doi:10.1021/ar800098p
- Aladdin Scientific. Certificate of Analysis, SKU B176822, 5-Bromo-2-chloro-4-methoxypyrimidine. (Lot-specific document; request from Aladdin Scientific customer service.)
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