1-(2-溴-4-氟苯基)吡咯烷-2-酮:性质与用途
1-(2-溴-4-氟苯基)吡咯烷-2-酮:性质与用途
1-(2-溴-4-氟苯基)吡咯烷-2-酮是一种卤代N-芳基内酰胺,可作为药物化学中多功能合成中间体,在构象确定的吡咯烷酮骨架上实现选择性交叉偶联、亲核取代及定向金属化反应。
- CAS / 货号
- 货号 B178957(CAS号请向供应商确认)
- 分子式
- C₁₀H₉BrFNO
- 分子量
- 258.09 g/mol
- 官能团
- 芳基溴、芳基氟、内酰胺羰基
- 关键反应性
- C–Br位钯/镍催化交叉偶联;C–F位亲核芳香取代;定向邻位金属化
- 储存建议
- 阴凉、干燥、通风良好的环境;避免潮湿和光照
化学特性与结构
1-(2-溴-4-氟苯基)吡咯烷-2-酮是一种N-芳基γ-内酰胺,其五元吡咯烷酮环的氮原子被2-溴-4-氟苯基所取代。该分子包含三个独特的活性位点:(1)芳环邻位的C–Br键,极易与钯(0)和镍(0)催化剂发生氧化加成;(2)对位的C–F键,因吸电子性内酰胺氮的激活而有利于SNAr反应;(3)内酰胺羰基,可参与氢键相互作用或通过缩合化学进一步转化。芳基内酰胺连接的刚性平面特性赋予了明确的空间取向,使该化合物在构效关系(SAR)研究中作为受约束骨架尤为吸引人。
分子式为C₁₀H₉BrFNO,计算分子量约为258.09 g/mol。根据与相关N-芳基吡咯烷酮类化合物的类比,该化合物在室温下预计为固体。
合成应用与反应性
钯催化交叉偶联:芳基溴部分是过渡金属催化转化的主要反应位点。在标准Suzuki–Miyaura条件下,C–Br键可与芳基或杂芳基硼酸偶联,从而扩展联芳基骨架,同时保留芳基氟和内酰胺基团完整。Buchwald–Hartwig胺化、Negishi偶联和Heck反应同样适用,可快速实现芳烃取代基的多样化。
亲核芳香取代(SNAr):对位氟原子在相邻吸电子内酰胺的活化下,可与胺、醇盐和硫醇盐发生SNAr反应。可通过先进行交叉偶联(温和钯催化,C–Br优先反应)再进行SNAr的顺序,或根据亲核试剂和反应条件颠倒顺序,实现正交化学选择性。
定向金属化:内酰胺羰基作为定向金属化基团(DMG)。在低温下用强碱(如LDA或n-BuLi)处理,可在羰基邻位生成芳基锂中间体,从而以区域选择性引入亲电试剂(醛、卤化物、硅基团)。
环骨架扩展:内酰胺氮和羰基为开环或扩环策略提供了反应位点,羰基氧可转化为硫羰基或亚氨基变体,进一步拓宽了从该骨架可获得的结构多样性。
药物化学与药物发现相关性
N-芳基内酰胺,尤其是γ-丁内酰胺,是药物化学中的优势结构基序,因为它们能模拟肽键几何构型,同时与开链酰胺相比具有更好的代谢稳定性。吡咯烷-2-酮环限制了构象自由度,这有助于提高结合选择性并降低靶标结合时的熵损失。
在氮上引入卤代芳基——尤其是同时含有溴和氟取代基的芳基——在药物发现中具有多重优势:芳基氟可调节亲脂性(logP)、代谢稳定性(阻断细胞色素P450介导的对位羟化)和膜通透性。氟还以影响邻近官能团的pKa以及在结合口袋内参与正交氟-骨架氢键而著称。
芳基溴除合成应用外,还可在先导化合物优化阶段作为生物电子等排体占位符;在文库合成中也可作为后期官能化的反应位点,从而围绕核心内酰胺骨架快速生成一系列类似物。
激酶抑制剂、CNS药物和抗感染领域的研究人员已采用结构相关的N-芳基吡咯烷酮片段,表明1-(2-溴-4-氟苯基)吡咯烷-2-酮可作为跨靶标类别苗头化合物到先导化合物转化研究的有用起点。
操作、安全与储存
个人防护装备:与所有有机溴和有机氟研究试剂一样,应遵守标准实验室安全规程。操作该化合物时,应佩戴适当的手套(推荐丁腈手套)、安全眼镜或护目镜,并穿着实验服。称量或配制溶液时应在通风橱中操作,以最大限度减少粉尘或蒸气的吸入暴露。
储存:将化合物密封保存于阴凉(通常为2–8 °C或CoA规定的室温)、干燥、通风良好的环境中,远离直射光及强氧化剂、强碱等不相容物质。具体储存要求请参阅Aladdin Scientific随每批次提供的质量检验报告(CoA)。
废弃处置:按照当地、国家及机构关于卤代有机化合物的法规处置废弃物,切勿排入水体或普通废物流。
安全数据表:使用前请务必查阅Aladdin Scientific提供的安全数据表(SDS),获取详细的危险分类、急救措施及法规信息。
常见问题
1-(2-溴-4-氟苯基)吡咯烷-2-酮的主要合成用途是什么?
该化合物主要用作有机合成中的双功能构建模块。芳基溴可进行钯或镍催化的交叉偶联反应(如Suzuki、Buchwald–Hartwig),而芳基氟则参与亲核芳香取代反应,从而实现对内酰胺骨架的顺序或正交多样化修饰。
芳基氟和芳基溴能否选择性官能化,应采用何种顺序?
可以。在过渡金属催化下,C–Br键因键解离能较低且更易于氧化加成,优先于C–F键发生反应。因此,通常先在C–Br位进行交叉偶联,再用适当的亲核试剂在C–F位进行SₚNAr。如果先进行SₚNAr反应,也可颠倒顺序,但每种亲核试剂的选择性需通过实验评估。
在药物化学应用中,吡咯烷酮环相对于开链酰胺有何优势?
吡咯烷酮环将酰胺键约束在固定构象中,降低了靶标结合的熵代价,有可能提高结合选择性。环状内酰胺通常比开链类似物具有更好的代谢稳定性,因为环状几何构型限制了代谢酶对羰基及邻近碳的接近。此外,刚性骨架有助于在先导化合物优化过程中获得更可预测的构效关系规律。
Aladdin Scientific为货号B178957提供何种纯度和分析数据?
B178957的每批次产品均附有质量检验报告(CoA),详细记录纯度(通常通过HPLC或GC测定)、外观及身份确认信息(如NMR或MS)。请直接联系Aladdin Scientific或访问产品页面,索取您所需批次的最新CoA。
参考文献
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