2-氨基-4-氯嘧啶-5-羧酸乙酯:实验室操作规程
2-氨基-4-氯嘧啶-5-羧酸乙酯:实验室操作规程
Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate 是一种多功能卤代嘧啶构建模块,广泛应用于药物化学和合成化学领域,用于制备具有生物活性的杂环化合物。
- 产品名称
- Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate
- 货号
- E692959
- 分子式
- C7H8ClN3O2
- 分子量
- 201.61 g/mol
- CAS号
- 85279-05-6
- 关键官能团
- 嘧啶环上的氨基(-NH2)、氯基(-Cl)及酯基(-CO2Et)
- 主要应用
- 药物中间体及杂环合成构建模块
- 储存条件
- 于阴凉、干燥、避光处储存,建议2–8 °C保存
概述与化学性质
Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate(货号:E692959)是一种卤代嘧啶衍生物,具有三个正交反应活性位点:可作为亲核试剂的2-氨基、易发生亲核芳香取代(SNAr)反应的4-氯取代基,以及可水解、氨解或还原的乙酯基。这一结构组合使其成为药物发现和农用化学品研究中构建复杂杂环骨架的极具价值的合成砌块。
分子式为C7H8ClN3O2,分子量约为201.61 g/mol。该化合物在室温下通常为固态,操作时应在标准实验室条件下配戴适当的个人防护装备(PPE)。
安全与操作规范
在使用Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate之前,请查阅Aladdin Scientific提供的最新安全数据表(SDS)。一般注意事项包括:
- 个人防护装备:佩戴丁腈手套、防护眼镜和实验服。若以粉末形式操作,应佩戴防尘口罩或在通风橱中进行,以避免吸入颗粒物。
- 储存:将化合物密封储存于2–8 °C的阴凉、干燥、通风良好的环境中,避免光照和潮湿,远离强氧化剂和碱性物质。
- 废弃处置:按照当地、区域及国家法规对卤代有机化合物的要求进行废弃物处置。
- 急救措施:如发生皮肤或眼睛接触,应立即用大量清水冲洗至少15分钟,如刺激症状持续,请就医。
注意:使用前务必核对最新SDS以确认危害分类信息。
分步实验方案:C-4位亲核芳香取代反应
本方案描述了以Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate的4-氯位与伯胺亲核试剂发生代表性SNAr反应,生成4-氨基嘧啶-5-羧酸乙酯衍生物的实验流程。
所需材料
- Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate(E692959,1.0当量)
- 伯胺亲核试剂(1.1–2.0当量)
- 溶剂:无水乙醇、DMF或NMP
- 碱(可选):三乙胺或N,N-二异丙基乙胺(DIPEA,1.5–2.0当量)
- 回流冷凝管、磁力搅拌子、圆底烧瓶
- TLC板(硅胶60 F254)及紫外灯(用于监测反应进程)
操作步骤
- 称取所需量的Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate,视需要在常压或惰性气氛(N2或Ar)下转移至干燥圆底烧瓶中。
- 将底物溶于所选溶剂中(通常每毫摩尔底物用5–10 mL溶剂),获得澄清溶液。
- 加入胺类亲核试剂(1.1–2.0当量),如需中和生成的HCl,可加入碱(1.5–2.0当量)。
- 在60–100 °C下搅拌加热反应混合物,定时(如每30–60分钟)用TLC监测反应进程。
- 反应完成后(根据胺的反应性,通常需2–12小时),将混合物冷却至室温。
- 后处理:用水稀释,用乙酸乙酯萃取(3次),有机层用饱和食盐水洗涤,无水Na2SO4干燥,过滤后减压浓缩。
- 采用柱色谱(硅胶,适当洗脱剂)或重结晶对粗产品进行纯化。
- 通过1H NMR、13C NMR和HRMS对产物进行表征。
提示:高活性胺(如脂肪族伯胺)可在室温或温和加热条件下反应,而亲核性较弱的胺可能需要较高温度或密封容器条件。
在药物化学与合成化学中的应用
Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate是合成一系列药理学相关化合物类别的关键构建模块:
- 激酶抑制剂:2-氨基-4-氨基嘧啶骨架是蛋白激酶抑制剂设计中的优势结构单元,使该化合物在构建聚焦化合物库方面具有重要价值。
- 抗寄生虫和抗菌药物:氨基嘧啶羧酸酯已被研究作为二氢叶酸还原酶(DHFR)抑制剂及其他抗叶酸类药物的前体。
- 进一步衍生化:乙酯基可选择性水解为羧酸用于偶联反应,通过氨解转化为酰胺,或还原为相应的醇或醛。2-氨基可进行酰化、烷基化或参与环化反应。
- 农用化学品研究:氯嘧啶中间体是农化领域除草剂和杀菌剂的前体化合物。
上述多样的反应途径充分体现了该化合物作为多功能合成中间体的重要价值。
质量控制与表征
为验证收到或合成的Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate(E692959)的纯度和结构,建议采用以下分析方法:
- 熔点测定:测定熔点并与文献值对比,作为初步纯度检查。
- TLC:在硅胶板上用适当溶剂体系展开;单一斑点表明纯度良好。
- HPLC:反相HPLC(C18色谱柱),254 nm紫外检测,可定量测定纯度;合成用途目标纯度≥95%峰面积。
- 1H NMR(400 MHz,DMSO-d6或CDCl3):特征信号包括嘧啶环芳香质子(单峰,H-6,约8.6 ppm),宽峰氨基NH2质子,乙酯基四重峰(约4.3 ppm,OCH2)及三重峰(约1.3 ppm,CH3)。
- HRMS:确认精确分子式C7H8ClN3O2。
注意:具体NMR化学位移值应与经认证的参考谱图核对,此处引用数值为近似值,需进一步确认。
常见问题
Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate在合成化学中的主要用途是什么?
Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate主要用作合成杂环化合物的多功能构建模块。其4-氯基可与胺、醇和硫醇发生亲核芳香取代反应,而氨基和酯基则提供了进一步衍生化的活性位点,广泛用于激酶抑制剂、抗叶酸类药物及其他生物活性分子的制备。
如何储存Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate以保持其稳定性?
该化合物应密封储存于2–8 °C的阴凉、干燥、通风良好的环境中,避免光照和潮湿。避免与强氧化剂和碱性物质接触。每次使用后务必将容器密封,防止吸潮或降解。
使用该化合物进行SNAr反应时推荐使用哪些溶剂?
极性非质子溶剂(如DMF和NMP)通常是SNAr反应的首选,因为它们能有效促进亲核试剂的反应性,并良好溶解底物和胺类试剂。无水乙醇也是实用的选择,尤其适用于回流条件下与脂肪族胺亲核试剂的反应。最优溶剂应根据具体亲核试剂和所需反应温度进行选择。
能否在不影响氯基或氨基取代基的情况下选择性修饰乙酯基?
是的,在适当条件下可以选择性修饰乙酯基。温和皂化(如在水性THF中用LiOH,0 °C至室温)可将酯水解为羧酸,同时保留氯基和氨基。类似地,用胺进行受控氨解可选择性得到酰胺衍生物,但需仔细优化条件以避免C-4位发生竞争性SNAr反应。
参考文献
- March, J.; Smith, M. B. March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 7th ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2013.
- Joule, J. A.; Mills, K. Heterocyclic Chemistry, 5th ed.; Wiley-Blackwell: Oxford, UK, 2010.
- Aladdin Scientific. Safety Data Sheet: Ethyl 2-amino-4-chloropyrimidine-5-carboxylate (E692959). Retrieved from Aladdin Scientific product page.
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
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