2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯:性质与实验室使用指南
2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯:性质与实验室使用指南
Methyl 2-bromopyrimidine-4-carboxylate(2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯)是一种多功能卤代嘧啶砌块,广泛应用于药物化学和杂环合成,其活泼的C–Br键及亲电酯基为多种化学转化提供了丰富的反应位点。
- 化学名称
- 2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯
- 分子式
- C6H5BrN2O2
- 分子量
- 217.02 g/mol
- 关键官能团
- 芳基溴、甲酯、嘧啶环
- 主要应用
- 钯催化交叉偶联(Suzuki、Negishi反应)、亲核芳香取代、药物中间体合成
- 储存建议
- 储存于阴凉、干燥、通风良好处,避光防潮,建议密封保存
- Aladdin产品编号
- M734855
化学特性与理化性质
2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯是一种卤代嘧啶衍生物,分子式为C6H5BrN2O2,分子量约为217.02 g/mol。该化合物含有一个六元嘧啶环,2位带有溴取代基,4位带有甲酯基团。
环上两个氮原子的存在使嘧啶环呈缺电子状态,这显著活化了C–Br键,有利于过渡金属催化反应中的氧化加成,同时也促进了2位的亲核芳香取代反应。4位的甲酯基团提供了额外的亲电反应位点,可进行缩合、水解为相应羧酸,或转化为酰胺等衍生物。
该化合物在室温下通常为固体,可溶于二氯甲烷、四氢呋喃、二甲基亚砜(DMSO)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等常用有机溶剂,因其疏水性,在水中溶解度有限。
注意:具体熔点、沸点及密度数据请以每批次随附的质量检验报告(CoA)为准。
合成应用与反应操作规程
2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯是现代合成化学中的重要砌块,尤其适用于构建与药物研发相关的复杂含氮杂环化合物。
1. 钯催化交叉偶联反应
该化合物的芳基溴官能团可顺利参与Suzuki–Miyaura、Negishi、Stille及Buchwald–Hartwig偶联反应。典型Suzuki条件包括钯源(如Pd(PPh3)4或Pd(dppf)Cl2)、芳基或杂芳基硼酸偶联伙伴、无机碱(如K2CO3或Cs2CO3)以及DMF/水或二氧六环/水等极性溶剂体系,通常在惰性气氛下于80–100 °C反应。
2. 亲核芳香取代反应(SNAr)
缺电子的嘧啶环易在2位发生SNAr反应。胺类、醇盐和硫醇盐可在温和至适中的条件下取代溴原子,无需金属催化剂即可制备2-氨基、2-烷氧基和2-硫醚嘧啶-4-甲酸甲酯衍生物。
3. 酯基转化
甲酯可用氢氧化锂或氢氧化钠水溶液水解,酸化后得到相应羧酸。所得羧酸可通过偶联试剂(如HATU、EDC/HOBt)进一步转化为酰胺,从而合成嘧啶-4-甲酰胺类骨架——该骨架在激酶抑制剂研究中极为常见。
所有反应条件均应在实验室规模下充分优化后再行放大。对于对水分或氧气敏感的反应,应在惰性气氛下进行。
安全操作、储存与废弃物处理
操作注意事项
操作2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯时,应佩戴适当的个人防护装备(PPE),包括耐化学品手套、安全护目镜和实验室工作服。可能产生粉尘或气溶胶的操作应在通风橱中进行。避免吸入粉尘或蒸气,防止接触皮肤、眼睛和衣物。
储存条件
存放于密封容器中,置于阴凉(建议2–8 °C或按CoA规定的室温)、干燥、通风良好处,避光防潮。远离强氧化剂、强碱和强酸等不相容物质。请遵守标签上注明的有效期。
稳定性
该化合物在推荐储存条件下通常较为稳定。长期暴露于潮湿环境可能导致酯基水解。使用后请及时密封容器。
废弃物处理
按照当地、地区及国家关于卤代有机化合物的相关法规处置废弃物。勿向下水道或环境中排放。使用前请查阅安全数据表(SDS)以获取完整的危害信息和应急处理程序。
使用Aladdin产品M734855前,请务必查阅相应的SDS和CoA。
质量、纯度与分析验证
对于要求较高的合成应用,强烈建议在使用前对2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯的纯度和结构进行验证。以下分析方法均适用:
HPLC纯度分析
反相HPLC(C18色谱柱,254 nm或适当波长的紫外检测)是测定纯度的标准方法。Aladdin质量检验报告(CoA)标注了M734855每批次的保证纯度,研究人员使用前应索取CoA。
核磁共振波谱
在氘代溶剂(如CDCl3或DMSO-d6)中进行1H NMR和13C NMR分析,可确认化合物结构。主要信号包括嘧啶环上的芳香/杂芳氢以及甲酯单峰(在CDCl3中通常约为3.9–4.0 ppm)。
质谱分析
ESI-MS或APCI-MS可提供分子离子信息,确认分子量为217.02 g/mol,并呈现单溴化合物的特征同位素峰型(M和M+2峰之比约为1:1)。
熔点测定
测定熔点并与CoA规格范围对比,是对该固体化合物进行简便有效鉴别检查的方法之一。
如需批次特定分析数据或定制纯度要求,请联系Aladdin Scientific技术支持团队。
常见问题
2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯在有机合成中的主要用途是什么?
2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯主要用作钯催化交叉偶联反应(如Suzuki–Miyaura偶联)、亲核芳香取代反应的砌块,以及嘧啶-4-甲酸和甲酰胺衍生物的前体。这些转化使其成为药物和农药研究中的关键中间体。
如何储存2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯以保持其稳定性?
该化合物应储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好处,避光防潮。长期暴露于潮湿环境可能促进甲酯基团的水解。每次使用后请及时密封容器,并参阅Aladdin CoA获取该批次的具体储存温度建议。
2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯能否在不使用金属催化剂的情况下发生亲核芳香取代反应?
可以。嘧啶环上的吸电子氮原子活化了2位C–Br键,使其易于发生SNAr反应。伯胺、仲胺、醇盐和硫醇盐等亲核试剂可在相对温和的条件下取代溴原子,无需钯或其他过渡金属催化剂,从而提供了一种制备2-取代嘧啶-4-甲酸甲酯衍生物的无金属路线。
涉及2-溴嘧啶-4-甲酸甲酯的反应推荐使用哪些溶剂?
常用溶剂包括DMF、DMSO、THF、二氧六环和二氯甲烷,具体选择取决于反应类型。Suzuki偶联通常优选DMF/水或二氧六环/水混合溶剂;与胺类进行SNAr反应时,在升温条件下使用DMSO或DMF通常效果较好。应避免使用在碱性条件下可能促进酯水解的质子性溶剂。
参考文献
- Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chemical Reviews, 1995, 95, 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 2012. Chapter on Nucleophilic Aromatic Substitution.
- Aladdin Scientific. Product Certificate of Analysis: Methyl 2-bromopyrimidine-4-carboxylate, SKU M734855.
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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