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7-溴-5-甲基喹喔啉:性质、合成与应用

7-Bromo-5-methylquinoxaline is a 卤代双环杂芳香族构建模块,在药物化学和材料科学中被广泛用作钯催化交叉偶联反应及喹喔啉骨架进一步官能化的多功能中间体。

CAS号
待核实——来源材料中未确认
分子式
C9H7BrN2
分子量
223.07 g/mol(计算值)
核心骨架
喹喔啉(苯并[g]吡嗪)双环体系
关键官能团
C-7位芳基溴——适用于钯和铜催化的偶联反应
取代基
C-5位甲基调控电子密度和空间位阻特征
货号
B732460

化学结构与物理性质

7-溴-5-甲基喹喔啉属于含氮双环杂芳香族化合物喹喔啉家族,由苯环与吡嗪环稠合而成。该化合物具有两个关键取代基:7位的溴原子和5位的甲基。分子式为C9H7BrN2,计算分子量约为223.07 g/mol。

喹喔啉核心为平面结构,由于两个环氮原子的存在,相较于萘具有更低的LUMO能量,表现出缺电子特性。C-7位溴是金属催化转化的优良亲电位点,而C-5位甲基则引入了适度的空间偏向并略微提升了相邻环碳的电子密度。这些特征使该化合物成为相较于未取代溴代喹喔啉更具差异化的构建模块。

该类化合物的典型物理性质包括:室温下为固态、具有适中熔点,可溶于DMF、DMSO和乙腈等常见极性非质子溶剂及氯代溶剂。确切的熔点、沸点、密度和纯度规格应参照货号B732460随附的质量检验报告(CoA)进行确认。

合成与关键反应

喹喔啉衍生物的经典制备方法是1,2-二氨基苯与1,2-二羰基化合物的缩合反应。理论上,7-溴-5-甲基喹喔啉可通过选择在所需区域化学位置带有甲基和/或溴取代基的适当取代二氨基苯前体,与乙二醛或等效二羰基合成子缩合而制得。另一种途径是对预先合成的甲基喹喔啉进行后期溴化,以引入卤素并实现适当的区域选择性控制,但鉴于缺电子环体系的特性,需要对选择性进行严格管理。

作为合成中间体,C-7位芳基溴可参与多种过渡金属催化转化反应:

  • Suzuki–Miyaura偶联:在Pd(0)或Pd(II)催化下与芳基或杂芳基硼酸反应,引入联芳基基团。
  • Buchwald–Hartwig胺化:钯催化的C–N键形成反应,与伯胺或仲胺反应,获取氨基喹喔啉药效团。
  • Negishi和Kumada偶联:利用有机锌或有机镁试剂进行C–C键形成。
  • Sonogashira偶联:引入炔基,得到可用于材料科学的喹喔啉基炔烃。
  • 定向金属化/锂-卤素交换:在低温下用正丁基锂处理,生成芳基锂物种,可与亲电试剂加成。

C-5位的甲基也可作为合成位点;苯甲位氧化可得到相应的醛或羧酸,进一步拓宽下游衍生的范围。

在药物化学与药物发现中的应用

喹喔啉骨架是药物发现中的优势杂环框架,广泛存在于激酶抑制剂、抗菌药物、抗病毒药物和抗肿瘤药物中。7-溴-5-甲基喹喔啉提供了一种预卤化、甲基取代的变体,研究人员可通过上述交叉偶联反应快速进行多样化衍生,以生成用于构效关系(SAR)研究的聚焦化合物库。

主要的药物化学应用场景包括:

  • 激酶抑制剂开发:喹喔啉是受体酪氨酸激酶和丝氨酸/苏氨酸激酶抑制剂中已知的骨架。C-7位通常用于连接铰链结合基团或增溶基团。
  • 基于片段的药物发现(FBDD):溴代喹喔啉紧凑、刚性的双环结构使其成为有用的片段,在确认结合苗头后可进一步衍生。
  • 抗菌和抗寄生虫先导化合物:喹喔啉-1,4-二氧化物及相关化合物已证实对分枝杆菌和原虫具有生物活性;溴代位点可连接药效团延伸基团。
  • PET放射性示踪剂前体:杂芳香骨架上的芳基溴可作为18F标记的前体,通过同位素交换或亲核芳香取代(在环电子特性允许时)进行标记。

建议研究人员查阅原始文献以获取具体的生物活性数据,因为活性特征高度依赖于完整的分子背景和检测条件。

操作、储存与安全注意事项

与所有有机溴代杂芳香族化合物一样,7-溴-5-甲基喹喔啉的操作应遵循标准实验室防护规程。操作人员应佩戴适当的个人防护装备(PPE),包括丁腈手套、护目镜和实验室外套。产生粉尘或气溶胶的操作应在通风柜中进行。

卤代喹喔啉固体的常规储存建议包括:

  • 在惰性气氛(氮气或氩气)下密封储存,以防潮湿和潜在的缓慢分解。
  • 置于阴凉、干燥处,远离强氧化剂、强碱和光照。
  • 推荐温度:参照货号B732460产品标签和CoA上的规定,通常为2–8 °C或室温。

废弃处置必须符合当地和国家关于卤代有机废物的法规要求。用户应查阅阿拉丁科学提供的货号B732460安全数据表(SDS),以获取明确的危害分类、急救措施和处置指导。具体的GHS危害象形图、信号词及H/P声明应直接参照当前有效的SDS。

常见问题

7-溴-5-甲基喹喔啉在有机合成中有哪些用途?

7-溴-5-甲基喹喔啉主要作为多功能构建模块用于过渡金属催化的交叉偶联反应,包括Suzuki–Miyaura、Buchwald–Hartwig和Sonogashira偶联,从而构建多样化的喹喔啉基结构。它在药物化学中尤为重要,常用于生成针对激酶和其他治疗靶点的化合物库。

哪些溶剂适合溶解7-溴-5-甲基喹喔啉?

与大多数卤代喹喔啉类似,7-溴-5-甲基喹喔啉预计可很好地溶于极性非质子溶剂,如DMF、DMSO、乙腈和THF,以及二氯甲烷、氯仿等氯代溶剂。由于疏水芳香核心的存在,其在水中的溶解度预计较低。确切溶解度数据应参照产品SDS或CoA进行确认。

应如何储存7-溴-5-甲基喹喔啉(货号B732460)以保持其稳定性?

该化合物应在惰性气氛下密封储存于阴凉干燥处,远离潮湿、强氧化剂和光照。货号B732460推荐的具体储存温度详见产品标签和质量检验报告(CoA)。遵循上述条件有助于确保试剂的长期稳定性。

7-溴-5-甲基喹喔啉中的甲基是否可以进一步官能化?

可以。C-5位的苯甲位甲基在适当条件下可被氧化为醛或羧酸,从而提供额外的合成位点进行进一步衍生。这使该化合物的用途超出了C-7溴代位点的范围,在喹喔啉骨架上提供了双重多样化衍生点。

7-溴-5-甲基喹喔啉是否适用于基于片段的药物发现?

由于其紧凑、刚性的双环杂芳香结构和较低的分子量,7-溴-5-甲基喹喔啉非常适合作为基于片段的药物发现(FBDD)中的片段或片段前体。C-7位溴基团可在确认片段苗头后实现快速合成衍生,从而高效推进先导化合物优化。

参考文献

  1. Manske, R. H. F. The chemistry of quinoxalines. Chem. Rev. 1947, 41(1), 1–21.
  2. Abele, E.; Abele, R.; Lukevics, E. Quinoxaline oximes: Synthesis, reactions, and biological activity. Chem. Heterocycl. Compd. 2003, 39(1), 3–23.
  3. Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-catalyzed cross-coupling reactions of organoboron compounds. Chem. Rev. 1995, 95(7), 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
  4. Wolfe, J. P.; Wagaw, S.; Marcoux, J.-F.; Buchwald, S. L. Rational development of practical catalysts for aromatic carbon–nitrogen bond formation. Acc. Chem. Res. 1998, 31(12), 805–818. doi:10.1021/ar9600650

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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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《7-溴-5-甲基喹喔啉:性质、合成与应用》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月28日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/7-bromo-5-methylquinoxaline-properties-synthesis-applications.html