5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶:操作与使用规程
5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶:操作与使用规程
5-Chloro-1H-pyrrolo[3,2-b]pyridine是一种双环含氮杂环化合物,被广泛用作药物化学、激酶抑制剂开发及靶向药物发现项目中的多功能骨架和活性合成砌块。
- 化学名称
- 5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶
- 货号
- C124823
- 分子式
- C₇H₅ClN₂
- 分子量
- 152.58 g/mol
- 核心骨架
- 吡咯并[3,2-b]吡啶(7-氮杂吲哚同分异构体)
- 关键官能团
- C-5位氯取代基,可用于交叉偶联反应
- 建议储存条件
- 阴凉干燥处保存,避光防潮
化合物概述与科学意义
5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶(货号C124823)属于稠合双环杂环化合物中的吡咯并吡啶家族。其核心结构由吡咯环与吡啶环在[3,2-b]位稠合而成,是著名的7-氮杂吲哚骨架的同分异构体。C-5位氯原子为钯催化交叉偶联反应(如铃木偶联、Buchwald–Hartwig偶联和Negishi偶联)以及在适当条件下的亲核芳香取代反应(SNAr)提供了高反应活性位点。
该化合物在药物研究中备受关注,因为吡咯并吡啶核心在激酶抑制剂骨架及其他靶向酶活性位点的生物活性小分子中频繁出现。吡咯环上的NH基团还可作为N-烷基化或N-芳基化反应的额外官能团位点,进一步扩展了该砌块的合成应用价值。
安全、储存与操作规范
个人防护装备(PPE):操作5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶时,务必佩戴适当的个人防护装备,包括丁腈手套、实验室防护服及安全护目镜。应在通风良好的通风橱内操作,以最大限度减少粉尘或气溶胶的吸入暴露。
储存:将化合物密封保存于阴凉、干燥、避光防潮的环境中。潮湿环境可能导致化合物随时间降解。长期储存可置于2–8 °C冰箱中;开瓶前应将瓶子恢复至室温,以防止冷凝水的产生。
废弃物处理:含有该化合物的所有废弃物均须按照所在机构及政府关于化学废弃物的相关法规进行处置,不得倒入下水道或混入生活垃圾。
急救措施:如皮肤或眼睛接触,立即用大量清水冲洗至少15分钟,如刺激症状持续,应及时就医。若吸入,应立即转移至通风新鲜处。
储备液配制方案
以下方案描述了5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶储备液的配制方法,适用于合成或生物测定应用。
- 确定目标浓度和体积:使用以下公式计算所需化合物质量:质量(mg)= 目标浓度(mM)× 体积(mL)× 分子量(g/mol)× 10⁻³。例如,配制10 mL、10 mM储备液:质量 = 10 × 10 × 152.58 × 10⁻³ = 15.26 mg。
- 选择合适的溶剂:5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶预计可溶于极性非质子溶剂,如DMSO、DMF或乙腈。对于需要与水相容的应用,可使用共溶剂体系(如DMSO/水);请验证与下游测定或反应的相容性。
- 称量与溶解:在分析天平上精确称取所需质量,转移至干净干燥的样品瓶中,加入计算体积的溶剂,涡旋或轻微超声直至完全溶解。如有需要,可适当加热至30–40 °C以助溶解。
- 验证溶解:目视检查溶液的澄清度,若溶液浑浊,表明溶解不完全,应继续混合或适当调整溶剂用量。
- 分装与储存:将储备液分装至单次使用量的微量离心管中,以减少反复冻融次数。分装样品在惰性气氛(氮气或氩气保护)下储存于−20 °C。在每支样品管上标注配制日期和浓度信息。
注意:溶解度数据应针对每种具体应用进行实验验证。上述数值为基于结构类似物的估算值,详见审核标注。
典型合成应用与反应操作指南
5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶在杂环合成中是一种多功能亲电性合成砌块。以下概述主要反应类型及实操指南。
1. C-5位钯催化交叉偶联反应:C-5位氯基团可在碱(如K₂CO₃或Cs₂CO₃)和钯催化剂(如Pd(PPh₃)₄或Pd(dppf)Cl₂)存在下,与芳基或杂芳基硼酸在混合水/有机溶剂体系(如DMF/H₂O或二氧六环/H₂O)中于80–100 °C进行标准Pd(0)或Pd(II)催化的铃木-宫浦偶联反应。也可利用合适的膦配体进行Buchwald–Hartwig胺化反应,与伯胺或仲胺偶联。
2. 吡咯NH的N-官能化:在进行C-5位转化前,可先对NH基团进行保护或官能化。常用N-保护基包括SEM(2-三甲基硅乙氧甲基)、Boc或甲苯磺酰基。N-烷基化通常在碱性条件下进行(DMF中使用NaH,或丙酮中使用K₂CO₃),以卤代烷为烷基化试剂。
3. 亲核芳香取代(SNAr):在强亲核试剂(胺、烷氧基负离子)存在的强制反应条件下,缺电子的吡啶环可在C-5位发生SNAr反应,作为金属催化途径的替代方法,尤其适用于后期多样化合成。
一般建议:使用对空气或水分敏感的催化剂或试剂时,应在惰性气氛(N₂或Ar)下进行反应。通过TLC或UPLC/MS监测反应进程。根据需要采用快速柱层析或制备型HPLC对产物进行纯化。
质量控制与分析表征
在将5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶(C124823)用于关键合成步骤或生物评价之前,建议研究人员使用以下标准分析技术确认其纯度和结构:
- ¹H核磁共振(NMR)波谱:预期信号包括NH质子(DMSO-d₆中通常在δ 11–12 ppm处呈宽单峰)以及吡咯并吡啶核心的芳香族和乙烯基CH质子信号。无意外信号则证明纯度和结构完整性良好。
- LC-MS / HRMS:确认分子离子[M+H]⁺与分子式C₇H₅ClN₂(MW 152.58 g/mol)一致。高分辨质谱可明确确认元素组成。
- HPLC纯度:采用反相HPLC(C18色谱柱;乙腈/水含0.1% TFA梯度洗脱;UV检测波长254 nm或280 nm)评估纯度。Aladdin Scientific为每批次产品提供批次特定的纯度数据;请参阅随产品附送的分析证书(CoA)。
- 熔点:一致的熔点数据(与文献值比对)可进一步确认化合物的结构和纯度。有关具体文献熔点数据,请参见审核标注。
使用前请务必参阅每批次C124823产品随附的分析证书(CoA),以获取批次特定的分析数据。
常见问题
溶解5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶推荐使用哪些溶剂?
极性非质子溶剂,如DMSO、DMF和乙腈通常是溶解5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶的推荐选择。对于需要与水相容的应用,可采用DMSO/水共溶剂体系。强烈建议针对每种具体应用实验验证溶解度,因为溶解度会因浓度和温度不同而有所差异。
该化合物C-5位氯基团可以参与哪些类型的化学反应?
C-5位氯取代基对钯催化交叉偶联反应具有较高的反应活性,包括铃木-宫浦偶联、Buchwald–Hartwig偶联和Negishi偶联,可引入芳基、杂芳基或氨基等官能团。在适当条件下,由于吡啶氮的吸电子效应,也可与胺类或烷氧基负离子发生亲核芳香取代(SNAr)反应。
如何储存5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶以保持其稳定性?
该化合物应密封保存于阴凉、干燥、避光防潮的环境中。长期储存可置于2–8 °C冰箱中。开瓶前应将容器恢复至室温,以避免冷凝水的产生。请参阅分析证书(CoA)以获取批次特定的稳定性和储存建议。
在进行C-5交叉偶联反应前是否需要对吡咯NH进行保护?
N-保护并非始终必须,但通常采用N-保护以避免游离NH对金属催化剂的干扰,或提高溶解度和选择性。常用保护基包括SEM、Boc和甲苯磺酰基。最优策略取决于具体的反应条件和后续合成步骤规划;建议进行预实验验证。
在哪里可以找到C124823批次的分析证书(CoA)?
5-氯-1H-吡咯并[3,2-b]吡啶(C124823)每批次的分析证书随货物附带,也可在Aladdin Scientific官网通过搜索货号C124823获取。分析证书包含批次特定的纯度、结构鉴定及分析数据,包括NMR和HPLC结果。
参考文献
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry, 5th ed.; Wiley-Blackwell: Oxford, 2010.
- Aladdin Scientific. Product Certificate of Analysis: 5-Chloro-1H-pyrrolo[3,2-b]pyridine, SKU C124823. Aladdin Scientific Corp.
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chemical Reviews 1995, 95 (7), 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
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