Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐:性质与应用
Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐:性质与应用
Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐是一种多功能含腈基哌啶构建模块,广泛应用于药物化学和合成有机化学领域,用于构建具有药理学意义的骨架结构。
- 化学名称
- 哌啶-3-甲腈盐酸盐
- 货号
- P172500
- 核心骨架
- 六元饱和含氮杂环(哌啶),3位含腈基取代基
- 盐型
- 盐酸盐形式,相较于游离碱具有更好的水溶性和固态稳定性
- 主要应用
- 药物发现及药物化学合成中的中间体和构建模块
- 官能团
- 仲胺(盐酸盐形式)和腈基(C≡N),可进行多种后续转化反应
- 储存建议
- 储存于阴凉干燥处,远离湿气及不相容物质;请遵照安全数据表(SDS)指引
化学特性与物理性质
Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐是piperidine-3-carbonitrile的盐酸盐,属于饱和六元含氮杂环化合物,在环3位含有腈基(氰基,–C≡N)取代基。盐酸盐形式在研究中更为常用,因为环氮质子化后可形成结晶性更好、台面稳定性更高的固体,与游离碱相比水溶性更好,便于精确称量和溶液配制。
该分子含有两个关键活性位点:(1)仲胺氮(在盐形式中以共轭酸形式存在,哌啶鎓体系共轭酸的pKa通常在9–11范围内,但该化合物的确切数值需通过实验确认);(2)腈碳,具有亲电性,可发生亲核加成、环加成和还原反应。3位取代模式在C-3处引入了一个手性中心,使该化合物的不对称合成和手性拆分在不对称药物化学项目中具有重要意义。
研究人员应查阅阿拉丁科学提供的产品专属分析证书(CoA)和安全数据表(SDS),以获取经确认的理化数据,包括分子量、熔点、纯度规格和外观描述。
合成应用与反应活性
Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐兼具亲核胺和亲电腈两种功能,是多步合成中极具价值的构建模块。在需要游离碱参与反应时,通常先用温和碱(如三乙胺、碳酸钠或碳酸钾)在反应溶剂中对盐酸盐进行中和处理。
氮原子官能化:环氮可进行烷基化、酰基化、磺酰化或还原胺化,引入多样化取代基,从而实现围绕哌啶骨架的快速文库合成。这些转化在药物发现的构效关系(SAR)研究中至关重要。
腈基转化:腈基可进行以下转化:
- 水解(酸或碱催化)生成相应的羧酸或酰胺
- 还原(如LiAlH4或催化氢化)生成伯胺,得到3-(氨甲基)哌啶
- 与叠氮化物发生[3+2]环加成,转化为四唑——这是药物化学中广泛应用的生物等排策略
- 参与Knoevenagel缩合反应或作为多组分反应的组分之一
上述反应活性使化学家能够从单一原料出发合成结构多样的类似物,使P172500成为组合化学和药物化学项目的高性价比选择。
在药物化学与新药发现中的作用
哌啶环是已上市药物和临床候选化合物中最常见的含氮杂环之一。其饱和特性赋予了有利的三维几何构型,3位取代既引入了立体中心,又提供了连接其他药效团的方向——这些特征在现代药物设计中极具价值,尤其在跳出平面性、改善ADMET性质方面受到高度重视。
3位腈基本身可作为药效团:腈基存在于多种上市药物中(如西咪替丁、阿那曲唑、维格列汀),通过氢键或可逆共价机制与酶活性位点相互作用。因此,在哌啶骨架上引入腈基,使单一紧凑分子同时融合了两种药物相关基元。
Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐常用作激酶抑制剂、蛋白酶抑制剂、GPCR配体及中枢神经系统活性化合物合成的中间体,在基于片段的药物发现(FBDD)和高通量筛选(HTS)化合物文库中也有广泛应用,相关文献有据可查。
注意:该化合物本身的具体生物活性数据应从一次文献或内部筛选数据中获取;构建模块的定位并不暗示其具有内在药理活性。
操作、储存与安全注意事项
一般操作:Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐的操作应遵循精细化学品试剂的标准实验室安全规程。请使用适当的个人防护装备(PPE),包括耐化学品手套、安全眼镜或护目镜及实验服。可能产生粉尘的操作应在通风橱中进行,或佩戴适当的呼吸防护装备。
储存:将化合物储存于密封容器中,置于阴凉、干燥、通风良好的场所,远离湿气、热源及不相容物质(强氧化剂、强酸、强碱)。盐酸盐形式通常具有良好的固态稳定性;但长期暴露于大气湿度或高温条件下可能随时间影响纯度。具体储存温度建议请参阅产品SDS。
废弃处置:按照地方、区域及国家化学废物管理法规处置该化合物及受污染材料,切勿排入下水道或环境中。
急救措施:皮肤或眼睛接触时,立即用大量清水冲洗至少15分钟,如刺激持续应就医。吸入时,立即转移至新鲜空气处。使用前请查阅阿拉丁科学提供的完整安全数据表(SDS),获取全面的危害信息、急救及应急处置说明。
常见问题
Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐在研究中有哪些用途?
该化合物主要用作药物化学和新药发现中的合成构建模块和中间体。其哌啶骨架与活性腈基的结合,可通过氮原子官能化和腈基转化反应制备多样化类似物,支持构效关系研究和化合物文库合成。
为何盐酸盐形式优于游离碱?
与游离碱胺相比,盐酸盐通常具有更优越的固态稳定性、更好的结晶性和更高的水溶性。这些特性使其更易于储存、精确称量,以及在生物和化学分析中常用的水性或混合溶剂体系中重现性溶解。
Piperidine-3-carbonitrile盐酸盐是否含有手性中心?
是的。哌啶环3位腈基取代在C-3处形成了一个手性中心,意味着该化合物可以R和S两种对映体形式存在。进行不对称合成或针对手性靶点研究的科研人员,应通过分析证书确认所供应材料的立体化学规格(外消旋混合物或特定对映体)。
如何将盐酸盐转化为游离碱用于反应?
可在反应体系中加入温和碱(如三乙胺(TEA)、二异丙基乙基胺(DIPEA)、碳酸钠或碳酸钾)原位将盐酸盐转化为游离碱;也可将水溶液碱化后用有机溶剂萃取的方式制备游离碱。具体方法的选择取决于所需的反应条件和溶剂体系。
在哪里可以找到该化合物的安全性和理化数据?
详细安全信息请参阅阿拉丁科学随每批货品提供或可从产品页面下载的安全数据表(SDS)。经确认的理化数据(分子量、纯度、熔点、外观)载于所供批次专属的分析证书(CoA)中。上述文件均可在阿拉丁科学网站的产品货号P172500页面获取。
参考文献
- Roughley, S. D.; Jordan, A. M. The Medicinal Chemist's Toolbox: An Analysis of Reactions Used in the Pursuit of Drug Candidates. J. Med. Chem. 2011, 54, 3451–3479. doi:10.1021/jm200187y
- Vitaku, E.; Smith, D. T.; Njardarson, J. T. Analysis of the Structural Diversity, Substitution Patterns, and Frequency of Nitrogen Heterocycles among U.S. FDA Approved Pharmaceuticals. J. Med. Chem. 2014, 57, 10257–10274. doi:10.1021/jm501100b
- Fleming, F. F.; Yao, L.; Ravikumar, P. C.; Funk, L.; Shook, B. C. Nitrile-Containing Pharmaceuticals: Efficacious Roles of the Nitrile Pharmacophore. J. Med. Chem. 2010, 53, 7902–7917. doi:10.1021/jm100762r
- Aladdin Scientific. Product Certificate of Analysis and Safety Data Sheet for Piperidine-3-carbonitrile hydrochloride, SKU P172500. Aladdin Scientific, Shanghai.
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