5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑：性质与应用
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑：性质与应用
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑是一种卤代硝基取代的吡唑杂环化合物，广泛用作药物化学、农用化学品研究及制备结构多样的药理活性化合物的多功能合成构建模块。
- IUPAC名称
- 5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑
- 分子式
- C4H4ClN3O2
- 分子量
- 161.55 g/mol
- 关键官能团
- 氯基（C-5）、硝基（C-4）、甲基（C-3）、NH（N-1）
- 产品编号
- C177168
- 化合物类别
- 卤代硝基吡唑杂环化合物
- 主要应用
- 药物化学及农用化学品研究的合成构建模块
化学结构与理化性质
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑（产品编号：C177168）属于含氮五元杂环的吡唑类化合物。其分子式为C4H4ClN3O2，分子量约为161.55 g/mol。该化合物在吡唑环上具有三个电子性质各异的取代基：5位的氯基、4位的硝基和3位的甲基，同时1位含有游离NH。
吸电子硝基和氯基与供电子甲基的组合，赋予该化合物极化的芳香环体系。在固态中通常以NH互变异构体为主。4位的硝基使相邻C-5位活化，有利于亲核芳香取代反应，而C-5位氯基则在此类反应中作为离去基团。这种电子特性使该化合物具有高度反应活性，可进一步进行官能团化修饰。
合成及其作为构建模块的作用
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑通常通过以下方法制备：在受控条件下，使用氯化试剂（如三氯氧磷POCl3或N-氯代琥珀酰亚胺NCS）对3-甲基-4-硝基-1H-吡唑进行氯化。C-5位的氯化区域选择性由环上已有甲基和硝基取代基的联合电子效应所决定。
作为构建模块，该化合物提供了多种多样化修饰的位点。C-5位氯基可与胺类、醇氧化物和硫醇盐发生亲核芳香取代反应（SNAr），分别生成5-氨基、5-烷氧基或5-硫醚取代的吡唑化合物。硝基可被还原为伯胺，从而获得4-氨基吡唑骨架，该骨架在激酶抑制剂化学型中广泛存在。NH可被烷基化或酰基化以引入N-取代基，可用于构建与基于片段的药物发现相关的N-取代吡唑化合物库。
在药物化学和农用化学品研究中的应用
吡唑骨架是药物发现中最具特权的杂环之一，存在于众多已批准药物及临床候选化合物中。5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑是合成具有生物活性的吡唑衍生物的关键前体。由该化合物衍生的4-氨基衍生物已被应用于激酶抑制剂、抗炎药和抗菌化合物的设计研究中。
在农用化学品研究中，硝基吡唑类中间体已被用于杀虫剂和除草剂的合成。三个官能团（Cl、NO2、NH）所提供的结构灵活性使化学家能够通过平行或组合合成方法快速探索构效关系（SAR）。因此，该化合物在先导化合物的早期鉴定和优化研究中均具有重要价值。
操作、储存及安全注意事项
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑的操作应遵循适用于硝基芳香族化合物和有机氯化合物的标准实验室安全规范。操作时须始终佩戴个人防护装备（PPE），包括耐化学品手套、护目镜和实验室工作服。涉及较大用量的操作应在通风良好的通风橱中进行，以减少粉尘或蒸气的吸入暴露。
该化合物应存放于阴凉干燥处，远离热源、明火及强还原剂。不使用时应将容器密封，以防吸潮和污染。废弃物处置须遵守适用的地方、国家及机构关于含卤素和硝基有机废物的相关法规。研究人员在使用前应查阅产品（产品编号：C177168）所附的安全数据表（SDS），以获取完整的危害信息、急救措施及法规分类。
常见问题
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑在研究中有哪些用途？
该化合物主要用作药物化学和农用化学品研究中的合成构建模块。其三个活性官能团——C-5氯基、C-4硝基和N-1氢——可实现多种化学转化，包括亲核芳香取代、硝基还原和N-烷基化反应，从而快速构建多样化的吡唑类化合物库。
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑（C177168）应如何储存？
该化合物应密封存放于阴凉、干燥、通风良好的环境中，远离热源、明火及强还原剂等不相容物质。具体的温度和湿度储存要求请参阅产品安全数据表（SDS）。
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑中的氯基能否被亲核试剂取代？
可以。C-4位的吸电子硝基使C-5位活化，有利于亲核芳香取代反应（SₙAr）。在适当的反应条件下，胺类、醇氧化物和硫醇盐等亲核试剂均可有效取代氯基离去基团，直接获得5-取代吡唑衍生物。
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑的分子量是多少？
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑的分子量约为161.55 g/mol，对应分子式C4H4ClN3O2。
5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑是否与激酶抑制剂的研发相关？
是的。C-4位硝基经还原可得到4-氨基吡唑，该骨架在激酶抑制剂药效团中十分常见。这一转化使5-氯-3-甲基-4-硝基-1H-吡唑成为药物发现项目中制备激酶抑制剂候选化合物的有用前体。
参考文献
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- Vijesh, A. M.; Isloor, A. M.; Telkar, S.; Arulmoli, T.; Fun, H.-K. Synthesis and antimicrobial studies of some new pyrazole derivatives. Arab. J. Chem. 2013, 6, 197–204. doi:10.1016/j.arabjc.2010.10.009
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