2-brom-3-piridinkarboksaldehidas CAS 128071-75-0

2-brom-3-piridinkarboksaldehidas (3-Piridinkarboksaldehidas, 2-bromo-), cheminė formulė: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, molekulinė masė: 186,01 g/mol. Tai kieta medžiaga, dažniausiai baltų arba beveik baltų kristalinių miltelių pavidalo. Jis turi tam tikrą tirpumą kai kuriuose įprastuose organiniuose tirpikliuose (tokiuose kaip dichlormetanas, eteris, metanolis, etanolis ir kt.). Tačiau atkreipkite dėmesį, kad jo tirpumas gali skirtis priklausomai nuo temperatūros, tirpiklių ir kitų veiksnių. Kaip svarbus organinis junginys, jis turi platų pritaikymo ir naudojimo spektrą. Jis vaidina svarbų vaidmenį vaistų sintezės, pesticidų sintezės, koordinacinės chemijos ir organinių optoelektroninių medžiagų srityse. Sintezuojant ir funkcionalizuojant galima gauti specifinių struktūrų ir savybių junginius, kurie atitiktų skirtingų sričių ir pritaikymo poreikius.

Molekulinės savybės

2-Brom-3-piridinkarboksaldehidas susideda iš šešių narių piridino žiedo (azoto turinčio aromatinio heterociklo) su dviem pakaitais:

Bromas (Br): stipri elektronus{0}}traukianti grupė, kuri suaktyvina piridino žiedą nukleofilinėms pakeitimo reakcijoms (pvz., Suzuki, Heck arba Buchwald-Hartwig jungtys).

Aldehidas (-CHO): labai reaktyvi funkcinė grupė, dalyvaujanti kondensacijos reakcijose (pvz., imino susidarymo, redukcinio amininimo) ir oksidacijos / redukcijos procesuose.

Reakcijos keliai

Junginio reaktyvumas kyla dėl dviejų jo funkcinių grupių sąveikos:

Nukleofilinis aromatinis pakaitalas (SNAr): bromo atomas gali būti pakeistas nukleofilais (pvz., aminais, tioliais arba boro rūgštimis) bazinėmis sąlygomis, todėl galima įvesti įvairius pakaitus.

Kondensacijos reakcijos: Aldehido grupė reaguoja su pirminiais aminais, sudarydama iminus, kurie gali būti redukuojami į antrinius aminus, naudojant redukuojančius agentus, tokius kaip natrio borohidridas (NaBH4).

Oksidacija / redukcija: aldehidas gali būti oksiduojamas iki karboksirūgšties (naudojant Joneso reagentą) arba redukuojamas iki alkoholio (naudojant NaBH₄).

Kryžminės-sujungimo reakcijos: bromo atomas dalyvauja paladžio{1}}katalizuojamose jungtyse (pvz., Suzuki, Sonogashira), sudarydamas anglies-anglies arba anglies{5}}heteroatomų ryšius.

Dėl šių būdų 2-brom-3-piridinkarboksaldehidas tampa pagrindiniu kelių etapų sintezės elementu, kai reikalingas nuoseklus funkcionalizavimas.

Tai sudėtingas organinis junginys, kurį galima susintetinti įvairiais būdais.

1. Hantzsch piridino sintezės metodas:

Cheminės reakcijos formulė yra tokia:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

Tai dažniausiai naudojamas 2-brom-3-piridinkarboksaldehido sintezės metodas, kurio specifiniai veiksmai yra tokie:

1 žingsnis: Paruoškite reagentus:

Sumaišykite 2-brompiridiną ir malononitrilą moliniu santykiu 1:2 ir kaip katalizatorių pridėkite tiokarbamidą. Reagentų kiekį galima reguliuoti pagal poreikį.

2 veiksmas: reakcijos eiga:

Į reakcijos kolbą įpilkite reagentų, gautų sumaišius 1 pakopoje, ir tęskite reakciją atitinkamomis reakcijos sąlygomis. Reakcijos temperatūra paprastai yra nuo 150 iki 200 laipsnių Celsijaus, todėl galima naudoti sauso azoto srautą be tirpiklių. Reakcijos laikas priklauso nuo konkrečių eksperimentinių sąlygų, paprastai svyruoja nuo valandų iki dienų.

Šioje reakcijoje tiokarbamidas veikia kaip katalizatorius, skatinantis reakcijos eigą. Dėl aukštos reakcijos temperatūros gali susidaryti C-C jungtys. Galutinis pagamintas produktas yra 2-brom-3-piridinkarboksaldehidas.

3 žingsnis: aušinimas ir kristalizavimas:

Pasibaigus reakcijai, reakcijos tirpalą atvėsinkite iki kambario temperatūros arba žemos temperatūros ir tęskite kristalizaciją. Produkto kristalizaciją galima paskatinti lėtai pridedant atitinkamų tirpiklių (pvz., etanolio arba eterio tirpiklių). Kristalizacijos proceso metu produktai iš tirpalo nusėda kietu pavidalu.

4 žingsnis: valymas ir džiovinimas:

Centrifuguokite arba filtruokite kristalizuotą produktą, kad atskirtumėte kietus produktus. Po atskyrimo produktą galima nuplauti atitinkamais tirpikliais, kad būtų pašalintos priemaišos. Galiausiai produktas buvo išdžiovintas tinkamomis sąlygomis, kad būtų gautas didelio -grynumo 2-brom-3-piridino karboksaldehidas.

2. Knoevenagelio kondensacijos reakcija:

Cheminės reakcijos formulė yra tokia:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

Šioje reakcijoje acilo ir karboksilo grupės sudaro C-C ryšį per kondensacijos reakciją. Galutinis pagamintas produktas yra 2-brom-3-piridinkarboksaldehidas.

Konkretūs veiksmai yra tokie:

1 veiksmas: 2-brompiridiną ir malono rūgštį (tipinė karboksirūgštis) ištirpinkite atitinkamame organiniame tirpiklyje. Etanolis yra dažniausiai naudojamas tirpiklis.

2 veiksmas: įpilkite šarminio katalizatoriaus, pvz., trietilamino, kad paskatintumėte kondensacijos reakciją.

3 veiksmas: pašildykite tirpalą ir atlikite reakciją tinkamoje temperatūroje. Dažniausiai naudojama reakcijos temperatūra yra 80-100 laipsnių Celsijaus.

4 veiksmas: Reakcijai pasibaigus, tirpalą atvėsinkite ir parūgštinkite, kad susidarytų tikslinis produktas 2-brom-3-piridinkarboksaldehidas.

5 veiksmas: išgryninkite ir kristalizuokite gaminį, kad gautumėte didelio{1}}grynumo junginį.

Tai tik du įprasti metodai ir yra daug kitų 3-piridinkarboksaldehido, 2-bromo- sintezės metodų. Pažymėtina, kad kiekvienas sintezės metodas turi savo specifinius privalumus ir pritaikomumą, todėl jį reikia koreguoti ir optimizuoti atsižvelgiant į konkrečią faktinio veikimo situaciją.

► Kinazės inhibitorių sintezė vėžio gydymui

1) Fonas

Kinazės inhibitoriai yra tikslinių priešvėžinių vaistų klasė, kuri blokuoja baltymų kinazių, fermentų, dalyvaujančių ląstelių signalizacijoje ir proliferacijoje, aktyvumą. Piridino{1}}karkasai yra įprasti kinazės inhibitorių konstrukcijoje, nes jie gali imituoti ATP-surišimo vietas. Farmacijos kompanijos mokslininkai siekė sukurti naują inhibitorių, nukreiptą į epidermio augimo faktoriaus receptorių (EGFR), kinazę, kuri per daug ekspresuojama sergant daugeliu vėžio formų.

2) Tikslas

Sintetinkite piridino -darinį junginį, pasižymintį dideliu stiprumu ir selektyvumu EGFR, naudodami 2-brom-3-piridinkarboksaldehidą kaip pagrindinį tarpinį produktą.

3) Eksperimentinis požiūris

Pagrindinės struktūros sintezė:

2-brom-3-piridinkarboksaldehidas reaguoja su anilinu etanolyje su grįžtamu šaldytuvu, kad kondensacijos būdu susidarytų imino tarpinis produktas.

Iminas buvo redukuotas naudojant natrio borohidridą (NaBH₄), kad gautų 2-brom-N-fenilpiridin-3-aminą, esminį elementą tolesniam funkcionalizavimui.

Kryžminė-sujungimo reakcija:

Bromo atomas 2- padėtyje buvo sujungtas Suzuki-Miyaura su boro rūgšties dariniu (4-fluorfenilboro rūgštimi), dalyvaujant paladžio (II) acetatui (Pd(OAc)₂) ir ligandui (trifenilfosfinui).

Šis žingsnis įvedė fluorfenilo grupę, padidinančią lipofiliškumą ir surišimo afinitetą.

Galutinė modifikacija:

Aldehido grupė buvo oksiduota į karboksirūgštį naudojant Joneso reagentą (chromo rūgštį sieros rūgštyje), gaunant tikslinį junginį: N-(4-fluorfenil)-2-(4-fluorfenil)piridino-3-karboksamidą.

4) Rezultatai

Išeiga: 72 % per tris etapus.

Biologinis aktyvumas:

Fermentiniuose tyrimuose junginys slopino EGFR kinazės aktyvumą, kai IC50 buvo 12 nM.

In vitro tyrimai su A431 vėžio ląstelėmis (per daug ekspresuojančių EGFR) parodė, kad GI₅₀ (augimo slopinimas) yra 0,8 μM.

Selektyvumas: junginys pasižymėjo 50 - kartų selektyvumu, palyginti su kitomis kinazėmis (pvz., VEGFR, CDK2), sumažindamas pašalinį toksiškumą.

5) Pasekmės

Šis atvejis parodo, kaip 2-brom-3-piridinkarboksaldehidas leidžia greitai surinkti sudėtingus kinazės inhibitorius. Jo aldehido ir bromo grupės suteikia ortogoninį reaktyvumą nuosekliai funkcionalizacijai, o tai strategija, kuri dabar plačiai taikoma medicinos chemijoje.

►Grafeno oksido funkcionalizavimas patobulintoms kompozitinėms medžiagoms

1) Fonas

Grafeno oksidas (GO) yra populiari polimerinių kompozitų armavimo medžiaga dėl didelio mechaninio stiprumo ir elektrinio laidumo. Tačiau GO hidrofiliškumas riboja jo sklaidą ne-poliniuose polimeruose. Tyrėjai siekė chemiškai modifikuoti GO, naudodami 2-brom-3-piridinkarboksaldehidą, kad pagerintų suderinamumą su epoksidine derva.

2) Tikslas

Kovalentiškai įskiepykite 2-brom-3-piridinkarboksaldehidą ant GO ir įvertinkite kompozito šilumines ir mechanines savybes.

3) Eksperimentinis požiūris

GO modifikacija:

GO buvo disperguotas dimetilformamide (DMF) ir 2 valandas apdorotas ultragarsu.

Pridėta 2-brom-3-piridinkarboksaldehido (5 ekv.) ir natrio hidroksido (NaOH, 10 ekv.), taip pradėjus nukleofilinę pakeitimo reakciją tarp GO epoksido grupių ir aldehido anglies.

Kompozito gamyba:

Modifikuotas GO (GO{0}}Py) buvo sumaišytas su epoksidine derva (bisfenolio A diglicidilo eteris, DGEBA) ir kietikliu (trietileno tetraminu, TETA).

Mišinys kietinamas 120 laipsnių temperatūroje 4 valandas, kad susidarytų kompozicinė plėvelė.

Charakteristika:

Terminis stabilumas buvo įvertintas naudojant termogravimetrinę analizę (TGA).

Mechaninės savybės buvo išmatuotos naudojant tempimo bandymą.

4) Rezultatai

Skiepijimo efektyvumas: Furjė{0}}transformacijos infraraudonųjų spindulių spektroskopija (FTIR) patvirtino piridino žiedų buvimą GO-Py.

Terminis stabilumas:

Kompozito pradinė skilimo temperatūra padidėjo 35 laipsniais, palyginti su nemodifikuotu GO / epoksidu.

Mechaninės savybės:

Tempiamasis stipris pagerėjo 22 % nuo 45 MPa (nepakeistos) iki 55 MPa (GO-Py).

Pailgėjimas lūžio metu padidėjo 15%, o tai rodo geresnį įtempių pasiskirstymą.

5) Pasekmės

Šis atvejis parodo, kaip 2-brom-3-piridinkarboksaldehidas gali sujungti neorganines nanomedžiagas ir organinius polimerus. Piridino žiedo aromatingumas padidino paviršių sukibimą – tai principas, taikomas kitoms 2D medžiagoms, tokioms kaip molibdeno disulfidas (MoS₂).

► Biokonjugacija baltymų ženklinimui

1) Fonas

Svetainės-specifinis baltymų ženklinimas yra būtinas tiriant baltymų funkciją, kuriant diagnostiką ir kuriant bioterapines priemones. Aldehido grupė 2-brom-3-piridinkarboksaldehide gali reaguoti su lizino likučiais baltymuose redukciniu amininimu, sudarydama stabilius kovalentinius ryšius.

2) Tikslas

Pažymėkite žalio fluorescencinio baltymo (GFP) N-galą naudodami 2-brom-3-piridinkarboksaldehidą ir įvertinkite ženklinimo efektyvumą.

3) Eksperimentinis požiūris

Konjugacijos reakcija:

Rekombinantinis GFP (1 mg/ml) buvo inkubuojamas su 2-brom-3-piridinkarboksaldehidu (10 ekv.) fosfatiniame buferyje (pH 7,4) 2 valandas kambario temperatūroje.

Pridėta natrio cianoborhidrido (NaBH3CN, 5 ekv.), kad imino tarpinis junginys būtų redukuotas iki stabilaus amino.

Valymas:

Konjugatas buvo išgrynintas naudojant dydžio{0}}išskyrimo chromatografiją (SEC).

Charakteristika:

Ženklinimo efektyvumas buvo kiekybiškai įvertintas naudojant UV{0}}Vis ​​spektroskopiją (baltymų absorbcija 280 nm, piridino – 340 nm).

Fluorescencijos intensyvumas buvo matuojamas siekiant įvertinti GFP aktyvumą po{0}}ženklinimo.

4) Rezultatai

Ženklinimo efektyvumas: 85 % GFP molekulių buvo konjuguotos, kaip nustatyta pagal piridino absorbciją.

Fluorescencijos išlaikymas: konjugatas išlaikė 92% natūralios GFP fluorescencijos, o tai rodo minimalų struktūrinį sutrikimą.

Masės spektrometrija: ESI{0}}MS patvirtino masės padidėjimą 185 Da (atitinka vieną piridinkarboksaldehido fragmentą vienam GFP).

5) Pasekmės

Šis tyrimas parodo 2-brom-3-piridinkarboksaldehido naudingumą biokonjugacijoje. Dėl mažo dydžio ir reaktyvumo jis pranašesnis už didesnius fluorescencinius dažus, kurie dažnai trukdo baltymų funkcijai. Panašios strategijos dabar naudojamos imunohistochemijos antikūnams žymėti.

2-Brom-3-piridinkarboksaldehidas yra brominto aldehido junginys, turintis piridino žiedą, kurio molekulinė formulė C ₆ H ₄ BrNO, o molekulinė masė 186. Piridino žiedo 2 padėtis jo struktūroje yra pakeista unikaliu bromo atomu, o 3 padėtis yra sujungta su alidehido grupe, suteikiančia jam chemines savybes. Kaip organinės sintezės tarpinis produktas, jis plačiai naudojamas vaistų tyrimų ir plėtros, pesticidų sintezės ir medžiagų mokslo srityse. Pavyzdžiui, vaistų sintezėje aldehido grupė gali dalyvauti kondensacijos reakcijose, kad būtų sukurtas heterociklinis skeletas, o bromo atomas gali įvesti funkcines grupes per pakeitimo reakcijas, suteikdamas lankstumo vaisto molekulių projektavimui.

 

Sąlytis su oda: Tiesioginis kontaktas gali sukelti odos paraudimą, niežėjimą, pūsles, o sunkiais atvejais – kontaktinį dermatitą.
Mechanizmas: Aldehido grupės kovalentiškai jungiasi su amino grupėmis odos baltymuose, sudarydamos Šifo bazes, sutrikdydamos odos barjerinę funkciją; Bromo atomų buvimas gali padidinti jo lipofiliškumą ir paskatinti prasiskverbimą į epidermio sluoksnį.
Patekimas į akis: stiprus akių dirginimas, pasireiškiantis junginės užgulimu, ašarojimu, fotofobija ir net ragenos epitelio pažeidimu.
Mechanizmas: Aldehidų grupės reaguoja su ragenos baltymais, kad sukeltų baltymų denatūravimą, o bromo atomai gali sukelti oksidacinio streso reakcijas ir pažeisti ragenos ląsteles.

 

Kvėpavimo takų dirginimas: Garų arba dulkių įkvėpimas gali sudirginti nosiaryklę, sukelti kosulį ir apsunkinti kvėpavimą. Ilgalaikis poveikis gali sukelti astmą arba lėtinę obstrukcinę plaučių ligą (LOPL). Aldehidų grupės jungiasi su kvėpavimo takų gleivinės epitelio ląstelėse esančiais baltymais, pažeidžiant gleivinės vientisumą; Bromo atomai gali sukelti uždegimines reakcijas, gamindami reaktyviąsias deguonies rūšis (ROS).

 

Virškinimo sistemos reakcijos: pykinimas, vėmimas, pilvo skausmas, viduriavimas, sunkiais atvejais gali prasidėti kraujavimas iš virškinimo trakto ar kepenų pažeidimas. Tiesioginis ėsdinantis aldehido grupių poveikis virškinamojo trakto gleivinei, taip pat virškinamojo trakto stimuliavimas vandenilio bromidu, susidariusiu metabolizuojant bromo atomus organizme; Kepenys, kaip pagrindinis metabolinis organas, gali patirti padidėjusį transaminazių kiekį dėl oksidacinio streso.
Ūmus apsinuodijimas: galvos svaigimas, nuovargis, neryški sąmonė, sunkiais atvejais – koma, traukuliai ir net kvėpavimo bei kraujotakos nepakankamumas. Aldehido grupės trukdo nervų laidumui, prisijungdamos prie neurotransmiterių receptorių; Bromo atomai gali slopinti mitochondrijų kvėpavimo grandinę, sukeldami ląstelių energijos apykaitos sutrikimus.

Populiarus Žymos: 2-bromo-3-piridinkarboksaldehidas cas 128071-75-0, tiekėjai, gamintojai, gamykla, didmeninė prekyba, pirkti, kaina, dideliais kiekiais, parduoti