7-溴异吲哚:性质、操作及实验室使用指南
7-溴异吲哚:性质、操作及实验室使用指南
7-Bromoisatin is a halogenated isatin derivative widely employed as a versatile heterocyclic building block in medicinal chemistry and synthetic organic chemistry research.
- 化学名称
- 7-溴靛红(7-溴-1H-吲哚-2,3-二酮)
- CAS编号
- 20780-72-7
- 分子式
- C₈H₄BrNO₂
- 分子量
- 226.03 g/mol
- 外观
- 橙色至红色晶体固体
- Aladdin货号
- B153061
概述与化学性质
7-溴靛红(7-溴-1H-吲哚-2,3-二酮,CAS 20780-72-7)是靛红的卤代衍生物,母体双环化合物由苯环与吡咯烷-2,3-二酮环稠合而成。在吲哚环系7位引入溴取代基,显著改变了分子的电子特性,增强了羰基碳的亲电性,并有助于C–Br键的交叉偶联反应。
主要理化特性包括:橙色至红色晶体外观,分子量226.03 g/mol,分子式C₈H₄BrNO₂。该化合物在水中微溶,但易溶于DMSO、DMF、乙腈等极性非质子溶剂,以及乙醇、丙酮、乙酸乙酯等常用有机溶剂。
活性3-羰基和N–H基团使7-溴靛红适用于缩合、环化和亲核加成反应,而芳基溴则可实现钯催化的交叉偶联转化(如铃木偶联、Buchwald–Hartwig偶联)。这些组合活性位点使该化合物成为极具价值的双功能构建块。
安全操作与储存规程
个人防护装备(PPE):操作7-溴靛红时,须全程佩戴丁腈手套、实验服及安全防护眼镜。若粉末操作产生粉尘,应佩戴适用于有机粉尘的半面罩呼吸器,或在通风橱内操作。该化合物含芳基溴和二酮官能团,避免吸入粉尘或蒸气,防止皮肤和眼睛接触。
储存条件:将7-溴靛红密封储存于阴凉、干燥、避光的环境中,理想储存温度为2–8 °C,或按产品分析证书上的规定执行。防止受潮和光照,长时间暴露可能导致变色或部分降解。远离强氧化剂、强碱和还原剂。
废弃物处置:按照适用的地方、区域和国家法规处置废弃物。勿排入下水道或水体。含卤有机废物应单独收集,由持证化学废物处理承包商进行处理。
急救措施:皮肤接触时,用肥皂和清水充分冲洗至少15分钟。眼睛接触时,立即用大量清水冲洗至少15分钟并就医。吸入时,将患者转移至新鲜空气处,如症状持续应寻求医疗建议。
合成应用与反应规程
总体注意事项:7-溴靛红是一种多功能构建块,可用于多类反应。研究人员应适当干燥溶剂,并对湿气或氧气敏感的转化过程采用惰性气氛(N₂或Ar)技术。
缩合反应:7-溴靛红的活性C-3羰基在温和碱催化(如乙醇中乙酸铵或哌啶回流)下,易与活性亚甲基化合物(如丙二腈、罗丹宁)发生Knoevenagel型缩合,生成可用作荧光探针或生物活性骨架的亚芳基衍生物。
钯催化交叉偶联:芳基C–Br键可与芳基硼酸发生铃木–宫浦偶联,使用Pd(PPh₃)₄或Pd(dppf)Cl₂为催化剂,K₂CO₃为碱,DMF/H₂O为溶剂,80–100 °C条件下反应。Buchwald–Hartwig胺化可在7位引入含氮取代基,扩展结构多样性。
环化制备螺环氧吲哚及稠合杂环:7-溴靛红可参与1,3-偶极环加成及多组分反应(如与异腈和氨基酸的Ugi型反应),构建具有药理学意义的螺环氧吲哚骨架。
典型反应操作:在通风橱内称量所需量的7-溴靛红,转移至干燥圆底烧瓶中,溶于所选溶剂,在搅拌下依次加入试剂,并施加规定温度。通过TLC或HPLC监测反应进程。后处理后通过柱层析(硅胶,乙酸乙酯/正己烷梯度洗脱)或重结晶进行纯化。
质量控制与分析表征
收到产品后,目视检查是否符合预期的橙色至红色晶体外观。将批号与Aladdin Scientific提供的分析证书(CoA)进行核对。需验证的关键分析参数包括:
- 纯度:通过HPLC确认(≥97%或以CoA标注为准)。高纯度批次在紫外活性区域(254或280 nm监测)应显示单一主峰。
- 鉴别:DMSO-d₆中的¹H NMR应显示特征信号,包括N–H单峰(宽峰,约10–11 ppm)及7.0–7.8 ppm区域的芳香质子。¹³C NMR确认两个羰基碳(约158和182 ppm)。
- 质谱:ESI-MS或EI-MS应在m/z 225/227处显示分子离子簇(⁷⁹Br/⁸¹Br同位素模式,1:1比例),与C₈H₄BrNO₂一致。
- 熔点:将实测熔点与文献值或CoA值进行比较,作为额外的鉴别验证。
如任一参数超出规格,应隔离该批次,并在使用前联系Aladdin Scientific客户支持获取指导。
常见问题
溶解7-溴靛红推荐使用哪些溶剂?
7-溴靛红易溶于DMSO、DMF、乙腈等极性非质子溶剂,以及乙醇、丙酮和乙酸乙酯。在水中微溶。用于生物测定的储备溶液通常首选DMSO;需确保测定介质中DMSO的最终浓度不超过耐受限值(通常≤0.1–1%)。
如何储存7-溴靛红以保持其稳定性?
将7-溴靛红密封储存于2–8 °C,避光防潮。长时间暴露于空气、潮湿或高温条件下可能导致变色或降解。使用后应立即将容器恢复至适当储存条件;如长期储存后使用,建议通过HPLC检测纯度。
7-溴靛红可用于钯催化的交叉偶联反应吗?
可以。7-溴靛红中的芳基C–Br键与标准钯催化交叉偶联方法相容,包括与硼酸的铃木–宫浦偶联及Buchwald–Hartwig胺化。典型条件包括Pd(0)或Pd(II)预催化剂、适当的膦配体、碳酸盐或磷酸盐碱,以及DMF或二氧六环等极性溶剂,在惰性气氛下于高温(80–100 °C)反应。
操作7-溴靛红需要采取哪些安全预防措施?
操作时须全程佩戴丁腈手套、实验服和安全防护眼镜。在通风橱内处理粉末,以减少粉尘吸入。避免接触皮肤、眼睛和黏膜。皮肤接触时,用肥皂和清水冲洗至少15分钟;眼睛接触时,用清水冲洗至少15分钟并就医。按当地法规将废弃物作为含卤有机废物处置。
参考文献
- Aladdin Scientific. 7-Bromoisatin, Product Page, SKU B153061. Certificate of Analysis available upon request.
- Matsuura, A. et al. Isatin and its derivatives: a mini-review of biological activities. Mini-Reviews in Medicinal Chemistry (general reference — specific article details need verification).
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. (General reference for cross-coupling reaction protocols.)
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
危险品化学品经营许可证(带存储)