Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-pyrazole-3-carboxylate:操作与使用实验方案
Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-pyrazole-3-carboxylate:操作与使用实验方案
Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-pyrazole-3-carboxylate 是一种多功能吡唑类合成砌块,广泛用于药物化学、农用化学品合成及杂环化合物开发中的中间体制备。
- 产品名称
- Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯
- 货号
- E1369778
- 分子式
- C10H16N2O2
- 核心骨架
- C-5位含叔丁基取代基的1H-吡唑-3-羧酸酯
- 主要用途
- 杂环及药物化学合成中间体
- 推荐储存条件
- 阴凉干燥处,密封保存,避免潮湿和光照
化合物概述与性质
Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯(货号E1369778)是一种吡唑杂环化合物,在5位含有位阻较大的叔丁基,在3位含有乙酯官能团,分子式为C10H16N2O2。该化合物在溶液中以3-和5-取代1H-吡唑互变异构体混合物的形式存在,这是NH-吡唑类化合物的典型特征。
叔丁基的引入赋予分子较大的空间位阻和更强的亲脂性,使该骨架在药物发现项目及农用化学活性分子合成中极具吸引力。乙酯基团可作为多功能转化位点,用于水解生成羧酸、酰胺偶联及还原等后续化学转化。
安全与储存指南
在操作Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯之前,请查阅阿拉丁科学提供的最新安全数据表(SDS)。操作时请遵守以下一般注意事项:
- 个人防护装备(PPE):称量和溶解步骤全程须穿戴实验服、丁腈手套和护目镜。
- 通风:在通风良好的通风橱中操作,避免吸入粉尘或蒸气。
- 储存:将产品置于密封容器中,存放于阴凉干燥处,远离直射光、热源及不相容物质(强氧化剂、强碱)。
- 防潮:虽然该化合物未被归类为高度吸湿性物质,但建议使用后立即密封容器,并在配制用于敏感反应的储备液时使用干燥溶剂。
- 废弃物处置:按照所在机构及当地政府关于有机化学废弃物的法规进行废弃物处置。
储备液配制与溶解操作方案
以下方案描述了适用于有机合成或生物筛选实验的储备液配制流程。
- 选择溶剂:Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯可溶于常见有机溶剂,包括二氯甲烷(DCM)、二甲基亚砜(DMSO)、乙醇、乙酸乙酯和四氢呋喃(THF)。若生物实验需与水相相容,建议先在DMSO中配制高浓度储备液,使用前立即稀释至水性缓冲液中。
- 称量化合物:使用经校准的分析天平,将所需质量的化合物转移至干净、干燥的样品瓶中,并记录准确质量。
- 加入溶剂:加入计算体积的干燥溶剂,以达到目标浓度。配制100 mM DMSO储备液时,根据分子量计算每毫升所需溶解的毫克数。
- 混匀:在室温下涡旋或轻柔超声,直至目视确认完全溶解。避免在较高温度下长时间超声。
- 分装与储存:将储备液分装至带盖微量离心管中,制成单次使用量。于−20 °C储存分装液,以减少反复冻融次数及潜在降解。
- 质量检查:每次使用前确认溶液澄清度;如发现沉淀或变色,应弃去该分装液。
注:确切分子量请参阅阿拉丁科学为货号E1369778提供的最新产品分析证书(CoA)。
合成应用与反应操作方案
Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯可作为多功能中间体使用。代表性化学转化包括:
1. 酯水解生成羧酸
将化合物溶于乙醇与氢氧化钠水溶液(2 M,3当量)的混合体系中。在室温或温和回流条件下搅拌,以TLC或LC-MS监测至完全转化。用盐酸水溶液将反应液酸化至pH 2–3,用乙酸乙酯萃取,经无水MgSO4干燥、过滤、减压浓缩,得到5-(叔丁基)-1H-吡唑-3-羧酸。
2. 酰胺键形成
按上述步骤将酯水解为游离羧酸。在DMF中,于碱(如DIPEA,2–3当量)存在下,使用标准偶联试剂(如HATU、EDC·HCl)活化羧酸。加入胺类偶联底物,室温下搅拌2–16小时。后处理:用乙酸乙酯稀释,依次用饱和碳酸氢钠水溶液和盐水洗涤,干燥、过滤、浓缩,柱层析纯化。
3. 吡唑NH的N-烷基化
将化合物溶于DMF中,加入碱(如K2CO3,1.5–2当量),再加入卤代烷(1.1–1.3当量)。在室温至60 °C下搅拌,以TLC或LC-MS监测反应进程。反应可能同时生成N1-和N2-烷基化区域异构体,通常需柱层析分离。
所有反应均须由终端用户进行优化。本方案所列反应条件仅供参考,需经实验验证。
质量控制与分析表征
从阿拉丁科学购得货号E1369778的研究人员,在使用前应查阅随附的分析证书(CoA),并在必要时进行内部分析检验,以核实化合物的身份和纯度:
- 纯度检测:反相HPLC结合UV检测(254 nm)是测定纯度的标准方法,CoA将注明各批次的具体纯度值。
- 结构确认:在DMSO-d6或CDCl3中进行1H NMR分析,应显示以下特征信号:NH质子(宽峰,约12–13 ppm)、吡唑环CH(约6.7–7.0 ppm)、乙酯基的四重峰和三重峰(约4.3 ppm和1.3 ppm)以及叔丁基单峰(约1.3 ppm,9H)。
- 质谱检测:ESI-MS应给出与分子式C10H16N2O2一致的[M+H]+。
- 互变异构体说明:NH-吡唑互变异构体在NMR谱中可能出现宽化或双峰信号,这是该类化合物的已知特性,并非杂质所致。
如分析结果与CoA规格存在明显偏差,请联系阿拉丁科学技术支持团队。
常见问题
哪些溶剂适合溶解Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯?
该化合物可溶于DMSO、二氯甲烷、乙醇、乙酸乙酯及四氢呋喃等常见有机溶剂。对于需要水相相容性的生物筛选实验,建议先配制高浓度DMSO储备液,使用前立即稀释至水性介质中,以减少沉淀析出。
为何该化合物的NMR信号出现宽化或双峰现象?
Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯属于NH-吡唑类化合物,在溶液中以两种互变异构体形式共存,NH可在吡唑环的N-1和N-2之间迁移。这种互变异构现象导致NMR信号宽化或出现双峰,是该化合物的固有特性,并非杂质或降解的标志。
如何储存Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯以确保长期稳定性?
原料应置于密封容器中,存放于阴凉干燥、避光避热处。DMSO等溶剂配制的储备液应分装后于−20 °C保存,以减少反复冻融。长期储存后如对化合物质量有任何疑虑,应通过HPLC或NMR验证其完整性。
乙酯基团是否可以转化为其他官能团用于后续合成?
可以。Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯的乙酯基团可在碱性水溶液条件下水解,得到相应的羧酸,进而用于酰胺偶联或其他以羧基为基础的化学转化。使用氢化铝锂等试剂还原可得到伯醇。每种转化均需通过实验进行优化。
参考文献
- Aladdin Scientific Product Page and Certificate of Analysis for Ethyl 5-(tert-butyl)-1H-pyrazole-3-carboxylate, SKU E1369778. Aladdin Scientific Corp.
- Elguero, J. Pyrazoles. In Comprehensive Heterocyclic Chemistry II; Katritzky, A. R., Rees, C. W., Scriven, E. F. V., Eds.; Pergamon: Oxford, 1996; Vol. 3, pp 1–75.
- Stanovnik, B.; Svete, J. Synthesis of Heterocycles from Alkyl (2E)-3-(Dimethylamino)acrylates and Related Enaminones. Chem. Rev. 2004, 104, 2433–2480. doi:10.1021/cr020093+
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