5-溴-2-氯-4-甲基吡啶-3-胺:性质与用途
5-溴-2-氯-4-甲基吡啶-3-胺:性质与用途
5-bromo-2-chloro-4-methylpyridin-3-amine is 一种多卤代、含氨基功能化的吡啶砌块,在药物化学和制药合成中作为多功能中间体,广泛用于交叉偶联反应和杂环骨架的构建与扩展。
- IUPAC命名
- 5-溴-2-氯-4-甲基吡啶-3-胺
- 分子式
- C₆H₆BrClN₂
- 分子量
- 221.49 g/mol
- 关键官能团
- 伯胺(–NH₂)、芳基溴(C–Br)、芳基氯(C–Cl)、甲基取代基
- 产品编号
- B172526
- 主要应用
- 药物中间体及交叉偶联合成砌块
化学结构与理化性质概述
5-溴-2-氯-4-甲基吡啶-3-胺(CAS号请参阅产品数据表;源材料中未提供)是一种取代的3-氨基吡啶,在吡啶环上除环内氮原子外还含有三个不同的取代基:5位的溴原子、2位的氯原子以及4位的甲基。3位的伯胺使该分子具有两性特征,并为进一步官能团化提供了活性位点。
两个反应性不同的卤素的组合——在钯催化下,芳基溴键通常比芳基氯键更容易发生氧化加成——使合成化学家在设计多步路线时能够实现高度的化学选择性。4位甲基在胺基邻位引入了立体位阻,可调节相邻位置的电子密度以及下游衍生物的构象偏好。
作为固态芳香杂环化合物,该化合物在标准实验室储存条件下(阴凉、干燥、避光)预期具有适度的稳定性。具体熔点、溶解度和纯度数据请以Aladdin Scientific产品编号B172526的最新检验合格证书为准。
合成应用与反应活性
5-溴-2-氯-4-甲基吡啶-3-胺的反应活性主要体现在三类关键化学转化:(1)在C–Br键位点的过渡金属催化交叉偶联;(2)在强制条件或特殊条件下C–Cl键的亲核芳香取代或金属催化偶联;(3)伯胺位点的亲电及缩合反应。
交叉偶联反应。C-5位的芳基溴是钯催化转化的首选位点,适用的反应类型包括Suzuki–Miyaura(硼酸试剂)、Buchwald–Hartwig(胺偶联)、Negishi(有机锌)和Sonogashira(末端炔烃)等协议。在保留C-2氯的条件下选择性地在C-5进行单偶联,可使氯原子在后续步骤中作为第二个正交活性位点使用——这是药物发现项目中构建结构多样性文库的重要策略。
胺基化学。3位氨基可发生酰化、磺酰化、作为还原胺化前体、重氮化或与羰基化合物缩合,生成酰胺、磺酰胺或杂环产物。这使该化合物成为构建稠合双环或多环含氮杂环的多功能前体,在CNS药物、激酶抑制剂和抗感染药物研究项目中具有重要价值。
定向金属化。含氮取代基可作为定向金属化基团(DMG),促进区域选择性锂化或其他定向C–H官能团化策略,但具体反应条件需通过实验进行优化。
在药物发现与制药研究中的应用
卤代氨基吡啶在现代制药合成中占据核心地位,因为吡啶环系在多种治疗领域的已上市药物和临床候选化合物中广泛出现。3-氨基吡啶基团尤其常见于激酶抑制剂、GPCR调节剂及抗菌药物等多个药理学类别。
5-溴-2-氯-4-甲基吡啶-3-胺可作为起始原料或高级中间体,用于构效关系(SAR)研究中的类似物合成。两个卤素的正交反应活性支持并行合成工作流程:单批起始物料即可在板式或自动化合成格式中高效实现多样化衍生。这在早期苗头化合物到先导化合物及先导化合物优化阶段尤为有利,因为该阶段需要快速评估大量结构相关的类似物。
C-4位的甲基可通过阻断潜在的细胞色素P450氧化代谢位点,影响候选药物的代谢稳定性——这一考量使该取代模式在药学层面具有超越纯合成用途的重要价值。
安全操作、储存及法规注意事项
与所有卤代芳香胺一样,操作5-溴-2-氯-4-甲基吡啶-3-胺时应采取适当的防护措施。芳香胺类化合物可能存在健康危害;研究人员在使用前应查阅Aladdin Scientific为产品编号B172526提供的安全数据表(SDS),以获取具体的危险分类、GHS象形图、接触限值及急救措施。
个人防护装备(PPE):至少应佩戴耐化学品手套、穿实验室工作服并佩戴护目镜。在可能产生粉尘的操作中,建议佩戴配有适当滤毒盒的半面型呼吸防护器。
储存:存放于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的位置,远离氧化剂、强酸和强碱。具体温度要求请参阅SDS。若化合物或其溶液具有可燃性,应远离点火源。
废弃物处置:按照适用的国家及地方关于卤代有机废弃物的法规进行处置,不得倒入下水道。
注意:以上指导内容仅为一般性建议,请始终以最新产品SDS及所在机构的化学品卫生计划为准。
常见问题
在钯催化的交叉偶联反应中,C–Br键为何比C–Cl键反应活性更高?
在催化循环的第一步氧化加成中,钯插入碳–卤键。C–Br键比C–Cl键更弱且极化性更强,导致氧化加成的活化能显著降低。这种动力学偏好使化学家能够在标准钯催化剂用量和温和温度条件下选择性地与溴代位点反应,同时保留氯代位点。
应如何储存5-溴-2-氯-4-甲基吡啶-3-胺以长期维持其纯度?
将该化合物存放于密封容器中,置于阴凉干燥、避光、远离水分、强氧化剂和腐蚀性化学品的环境中。具体推荐储存温度及有效期信息请参阅Aladdin Scientific产品编号B172526的SDS及检验合格证书。若该物质具有吸湿性,应在惰性气氛下或尽量减少空气接触的条件下称量。
能否在不与卤素取代基反应的情况下选择性地对伯胺基团进行官能团化?
可以。在不活化芳基卤化物的条件下——例如,在没有过渡金属催化剂的情况下使用酰化试剂(如酰氯或酸酐)、磺酰化试剂或还原胺化条件——伯胺可被选择性修饰。应注意避免可能同时活化卤代位点的条件(如高温、强碱、金属催化剂)。
配制反应体系时,通常使用哪些溶剂溶解该化合物?
此类卤代氨基吡啶通常可溶于极性非质子溶剂,如DMF、DMSO和NMP,以及THF和二氧六环。在水中的溶解度通常较低,但在酸性条件下因胺基质子化可增大溶解度。请务必通过实验验证溶解性,并参阅SDS了解溶剂选择相关的安全注意事项。
参考文献
- Aladdin Scientific product page for 5-bromo-2-chloro-4-methylpyridin-3-amine, SKU B172526.
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General reference for cross-coupling and amine reactivity.)
- Johansson Seechurn, C. C. C.; Kitching, M. O.; Colacot, T. J.; Snieckus, V. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling: A Historical Contextual Perspective to the 2010 Nobel Prize. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5062–5085. doi:10.1002/anie.201107017
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