5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶:性质与用途
5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶:性质与用途
5-Bromo-2-ethoxy-4-methyl-3-nitropyridine is a multifunctionally substituted pyridine building block bearing bromo, ethoxy, methyl, and nitro substituents that make it a versatile intermediate for heterocyclic and pharmaceutical synthesis.
- IUPAC名称
- 5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶
- 货号
- B180230
- 分子式
- C8H9BrN2O3
- 分子量
- 261.07 g/mol
- 关键官能团
- 吡啶环上的溴基、乙氧基、甲基和硝基
- 主要用途
- 杂环合成中间体及药物构建单元
化学结构与性质
5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶(货号B180230)是一种吡啶衍生物,具有四个不同取代基:5位溴原子、2位乙氧基、4位甲基和3位硝基。这种吸电子基团(硝基、溴基)与供电子基团(乙氧基、甲基)的组合使芳香环产生极化,各位点具有差异化的反应活性。
分子式为C8H9BrN2O3,分子量约为261.07 g/mol。位于C-3的硝基,与C-4的供电子甲基和环氮相邻,赋予相邻位点亲电特性,而C-5的溴则作为金属催化交叉偶联反应的活性位点。C-2位乙氧基在适当条件下可水解或发生取代,为合成提供了额外的灵活性。
合成相关性与反应活性
5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶中的溴取代基非常适合钯催化的交叉偶联反应,包括Suzuki-Miyaura、Negishi及Buchwald-Hartwig偶联,可在C-5位引入芳基、乙烯基或氨基。这些转化是药物化学项目中构建复杂杂环骨架的基础。
C-3位的硝基可使用标准还原剂(如铁/乙酸、催化加氢或SnCl2)还原为伯胺,生成高活性氨基吡啶中间体,可进一步环化或酰化。这种两步序列——偶联后硝基还原——是获取咪唑并吡啶或吡咯并吡啶等稠合双环体系的常用策略,这些骨架在药物发现中具有重要地位。
C-2位乙氧基在强制条件下也可被胺等亲核试剂取代,无需单独的保护-去保护步骤即可制备2-氨基吡啶类似物。
研究与制药应用
5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶等多官能团硝基吡啶在药物化学中被视为原料药(API)及候选药物的原料或关键中间体而备受重视。吡啶环因其良好的药代动力学特性及与生物靶点形成氢键的能力,是已批准药物中最常见的杂环之一。
单个分子中同时含有可还原硝基、适合交叉偶联的溴取代基和可置换乙氧基,使化学家能够从单一构建单元出发执行多种合成路线,从而减少合成步骤数,提高整体效率。因此,该化合物在需要快速类似物合成的基于片段的药物发现和先导化合物优化项目中尤为有用。
除药物应用外,卤代硝基吡啶还被用于材料科学研究,包括作为配位化学和有机电子学中富氮杂环配体的前体。
操作、储存与安全注意事项
与所有芳香族硝基化合物和有机溴试剂一样,操作5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶时应佩戴适当的个人防护装备,包括耐化学品手套、护目镜和实验室工作服。产生粉尘或气溶胶的操作应在通风良好的通风橱中进行。
该化合物应储存在远离直射阳光、强氧化剂和还原剂的阴凉干燥处。建议在惰性气氛(氮气或氩气)下密封保存,以维持纯度并防止吸湿。使用前请查阅阿拉丁科学提供的最新安全数据表(SDS),了解具体危害分类、急救措施和处置指南。
研究人员应核实当地关于含溴和硝基有机化合物操作与处置的法规,因为这些化合物可能受环境报告要求的约束。
常见问题
5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶适用于哪些交叉偶联反应?
5位的C–Br键与多种钯催化交叉偶联反应兼容,包括Suzuki-Miyaura(芳基硼酸)、Negishi(有机锌试剂)和Buchwald-Hartwig胺化反应。通常使用标准Pd(0)或Pd(II)前催化剂配合适当膦配体和碱。应优化反应条件,以避免在强还原条件下硝基发生竞争性还原。
该化合物中的硝基如何还原,会生成哪种中间体?
硝基可通过多种方法还原为伯胺,包括催化加氢(H2/Pd-C)、铁粉/乙酸体系或氯化亚锡(SnCl2)在乙醇中回流。所得产物为相应的3-氨基-5-溴-2-乙氧基-4-甲基吡啶,是一种适合进一步官能化(如酰化、环化或额外偶联反应)的活性胺中间体。
B180230的推荐储存条件是什么?
5-溴-2-乙氧基-4-甲基-3-硝基吡啶(B180230)应在惰性气氛下密封保存于阴凉、干燥、避光处。这些条件可最大程度减少因水分、光照或活性大气组分引起的潜在分解,有助于长期维持试剂纯度。请务必参阅阿拉丁科学提供的最新SDS以获取权威储存指导。
C-2位的乙氧基能被胺取代吗?
是的,C-2位的乙氧基可作为离去基团,在强制条件下(如在极性非质子溶剂中加热或在过量胺中升温反应)被伯胺或仲胺取代。该转化提供了一条无需预先保护其他官能团即可获得2-氨基吡啶类似物的路径,但对于每种特定的胺亲核试剂,应通过实验评估其选择性和竞争性副反应。
参考文献
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 1992.
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry, 5th ed.; Wiley-Blackwell: Oxford, 2010.
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chem. Rev. 1995, 95, 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
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