5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮:性质与应用
5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮:性质与应用
5-Bromo-6-methylindoline-2,3-dione是一种卤代靛红类似物,在吲哚啉-2,3-二酮骨架的5位引入溴原子、6位引入甲基,是药物和材料研究领域用途广泛的杂环构建模块。
- 化学名称
- 5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮
- 货号
- B189572
- 核心骨架
- 吲哚啉-2,3-二酮(靛红)
- 关键取代基
- 5-溴,6-甲基
- 化合物类别
- 卤代杂环中间体
- 主要研究用途
- 药物合成、药物化学、材料科学
化学结构与鉴别
5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮属于靛红(吲哚啉-2,3-二酮)系列双环化合物,由苯环与含有2位和3位两个羰基的五元环稠合而成。母体靛红骨架本身是一种在合成化学和药物化学中具有悠久研究历史的成熟杂环体系。
在该衍生物中,溴原子占据芳环的5位,甲基位于6位。这两个取代基协同作用,调节分子的电子密度和空间构型:吸电子溴原子增强了羰基中心的亲电性,而甲基则为相邻环位引入温和的供电子效应和空间位阻。二者共同作用,使本化合物有别于简单的单取代靛红,并为进一步的化学改造提供了正交官能团。
理化性质
作为同时含有羰基和C–Br官能团的固态芳香杂环化合物,5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮预计呈现靛红衍生物特有的橙红色,这源于双环二酮体系的扩展共轭。与未取代或仅含甲基的类似物相比,溴原子的引入增加了分子量,并降低了化合物在某些氧化降解途径中的敏感性。
C-2和C-3位的两个羰基赋予该化合物显著的反应活性:C-3位(酮羰基)亲电性尤为突出,可与伯胺、肼、羟胺及活性亚甲基化合物发生缩合反应。5位的C–Br键可用于过渡金属催化的交叉偶联反应,如Suzuki–Miyaura、Sonogashira及Buchwald–Hartwig偶联,从而实现核心骨架的快速多样化。
研究人员应按照卤代羰基化合物的标准操作规程,将本品储存于阴凉、干燥、避光、防潮的环境中,以保证长期稳定性。
合成与制备路线
苯环上含卤素和烷基取代基的靛红衍生物通常可通过几种成熟的合成策略制备。最经典的方法以相应苯胺(本例中为2-溴-4-甲基苯胺或其区域异构体)为原料,经Sandmeyer–Baeyer靛红合成法或Claisen改良法制备。该方法首先将苯胺与水合氯醛和羟胺缩合,形成亚硝基乙酰苯胺中间体,再在酸性条件下环化直接得到靛红产物。
此外,也可通过定向邻位金属化或对已有的6-甲基靛红进行卤化,利用现有甲基和羰基的导向效应,在5位区域选择性地引入溴原子。过渡金属催化的C–H活化策略是靛红核心骨架后期卤化的一种更现代、但目前应用尚不普遍的途径。
向Aladdin Scientific采购5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮(B189572)时,研究人员可获得具有明确纯度的已表征产品,无需进行多步全合成,可直接用于后续反应。
科研应用
靛红骨架是药物化学中应用最广泛的框架之一,5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮等取代靛红是制备多种生物活性化合物库的关键中间体。C-3羰基位常被用于合成席夫碱(3-亚氨基衍生物)、螺氧化吲哚啉、螺氧吲哚及3-取代氧吲哚,其中许多化合物已在已发表文献中被研究具有抗菌、抗真菌、抗病毒、抗炎和抗肿瘤活性。
5-溴取代基为钯催化交叉偶联反应提供了宝贵的官能团位点,可快速引入芳基、杂芳基、乙烯基或炔基,从而生成结构多样的类似物,用于构效关系(SAR)研究。这种双重功能性——活性羰基与可参与交叉偶联的C–Br键——使5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮在组合合成和并行合成平台中具有特别突出的吸引力。
超越药物化学领域,靛红衍生物还被应用于功能染料、荧光探针及有机电子材料的合成,其缺电子二酮单元可参与与有机光伏和传感器相关的供体-受体结构。
操作、安全与储存
与所有溴代芳香羰基化合物一样,操作5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮时应采取适当的实验室防护措施。建议研究人员穿戴合适的个人防护装备(PPE),包括实验服、丁腈手套和护目镜。操作应在通风良好的环境或通风橱中进行,以最大程度减少细颗粒物的吸入暴露。
本品应密封储存于阴凉、干燥处,避免直接光照、热源以及与强氧化剂、强碱等不相容试剂接触。上述注意事项符合含卤素和羰基官能团的固态有机中间体的标准实验室操作规范。
有关GHS危害分类、急救措施和废弃处理说明等具体安全数据,用户在使用前应查阅Aladdin Scientific为产品B189572提供的安全数据表(SDS)。
常见问题
5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮在科研中有哪些用途?
5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮主要用作药物化学和有机合成中的杂环构建模块。其活性C-3羰基可参与缩合反应,形成席夫碱、螺氧吲哚等骨架,而5-溴取代基则适用于钯催化交叉偶联反应,实现结构多样化。
5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮(B189572)应如何储存?
本品应密封储存于阴凉、干燥处,避免光照、热源以及强氧化剂、强碱等不相容试剂。上述条件有助于长期保持化学品的完整性。完整的储存指导请参阅Aladdin Scientific为产品B189572提供的安全数据表(SDS)。
该化合物的溴取代基可用于哪些交叉偶联反应?
5-溴-6-甲基吲哚啉-2,3-二酮的5-溴基团适用于多种钯催化交叉偶联反应,包括Suzuki–Miyaura偶联(与芳基硼酸反应)、Sonogashira偶联(与端炔反应)以及Buchwald–Hartwig偶联(用于C–N键形成)。这些转化使研究人员能够引入多样化取代基,快速构建化合物库用于构效关系研究。
6位甲基对该靛红衍生物的反应活性有何影响?
6位甲基为溴原子相邻的芳环引入温和的供电子效应和空间位阻,这可能影响亲电芳香取代反应的区域选择性,并改变C-3羰基的电子环境,从而调节缩合反应速率及所得产物的理化性质。
参考文献
- Vine, K. L. et al. An investigation into the cytotoxicity and mode of action of some novel N-alkyl-substituted isatins. Journal of Medicinal Chemistry. Review-level background on isatin bioactivity. Specific volume, page, and year not confirmed from source material.
- Bal, T. R. et al. Synthesis and antimicrobial activity of some Schiff bases derived from isatins. General reference for isatin Schiff base chemistry; specific bibliographic details not confirmed from source material.
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed. Oxford University Press, 2012. Textbook-level reference for carbonyl reactivity and cross-coupling chemistry.
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