2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид CAS 128071-75-0

2-Бром-3-пиридинкарбоксальдегид(3-Пиридинкарбоксальдегид, 2-бром-), химическая формула: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, молекулярная масса: 186,01 г/моль. Это твердое вещество, обычно в виде белого или почти белого кристаллического порошка. Он обладает определенной растворимостью в некоторых распространенных органических растворителях (таких как дихлорметан, эфир, метанол, этанол и т. д.). Однако обратите внимание, что его растворимость может варьироваться в зависимости от температуры, растворителей и других факторов. Как важное органическое соединение, оно имеет широкий спектр применения и использования. Он играет важную роль в области синтеза лекарств, синтеза пестицидов, координационной химии и органических оптоэлектронных материалов. Путем синтеза и функционализации можно получить соединения с определенной структурой и свойствами для удовлетворения потребностей различных областей и применений.

Молекулярные особенности

2-Бром-3-пиридинкарбоксальдегид состоит из шестичленного пиридинового кольца (азотсодержащего ароматического гетероцикла) с двумя заместителями:

Бром (Br): сильная электроно-акцепторная группа, которая активирует пиридиновое кольцо для реакций нуклеофильного замещения (например, реакций Сузуки, Хека или Бухвальда-Хартвига).

Альдегид (-CHO): высокореактивная функциональная группа, которая участвует в реакциях конденсации (например, образование имина, восстановительное аминирование) и процессах окисления/восстановления.

Пути реакции

Реакционная способность соединения обусловлена ​​взаимодействием между двумя его функциональными группами:

Нуклеофильное ароматическое замещение (SNAr). Атом брома может быть заменен нуклеофилами (например, аминами, тиолами или бороновыми кислотами) в основных условиях, что позволяет вводить различные заместители.

Реакции конденсации: Альдегидная группа реагирует с первичными аминами с образованием иминов, которые можно восстановить до вторичных аминов с помощью восстановителей, таких как боргидрид натрия (NaBH₄).

Окисление/Восстановление: Альдегид можно окислить до карбоновой кислоты (с использованием реагента Джонса) или восстановить до спирта (с помощью NaBH₄).

Реакции перекрестного-сочетания. Атом брома участвует в реакциях, катализируемых палладием-(например, Сузуки, Соногашира), с образованием углеродных-углеродных или углеродных-гетероатомных связей.

Эти пути делают 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид стержнем многостадийного синтеза, где требуется последовательная функционализация.

Это сложное органическое соединение, которое можно синтезировать различными путями.

1. Метод синтеза пиридина Ганча:

Формула химической реакции выглядит следующим образом:

C₅H₄БрН+2С₃H₂N₂+СН₄N₂S → C₆H₄Брно

Это широко используемый метод синтеза 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегида, включающий следующие этапы:

Шаг 1: Подготовьте реагенты:

Смешайте 2-бромпиридин и малононитрил в молярном соотношении 1:2 и добавьте тиомочевину в качестве катализатора. Количество реагентов можно регулировать по мере необходимости.

Шаг 2: Ход реакции:

Добавьте реагенты, полученные в результате смешивания на этапе 1, в реакционную колбу и продолжайте реакцию в соответствующих реакционных условиях. Температура реакции обычно составляет от 150 до 200 градусов Цельсия, и можно использовать поток сухого азота в условиях отсутствия растворителя. Время реакции зависит от конкретных условий эксперимента и обычно составляет от часов до дней.

В этой реакции тиомочевина действует как катализатор, способствуя протеканию реакции. Из-за высокой температуры реакции может происходить образование связей C-C. Конечным продуктом является 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид.

Шаг 3: Охлаждение и кристаллизация:

После завершения реакции охладите реакционный раствор до комнатной или низкой температуры и приступайте к кристаллизации. Кристаллизацию продукта можно вызвать путем медленного добавления соответствующих растворителей (таких как этанол или эфирные растворители). В процессе кристаллизации продукты выпадают из раствора в твердом виде.

Шаг 4: Очистка и сушка:

Центрифугируйте или отфильтруйте кристаллизованный продукт для отделения твердых продуктов. После разделения продукт можно промыть соответствующими растворителями для удаления примесей. Наконец, продукт сушили в соответствующих условиях с получением 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегида высокой чистоты.

2. Реакция конденсации Кневенагеля:

Формула химической реакции выглядит следующим образом:

C₅H₄БрН+Ц₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄Брно

В этой реакции ацильные и карбоксильные группы образуют связь C-C в результате реакции конденсации. Конечным продуктом является 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид.

Конкретные шаги заключаются в следующем:

Шаг 1: Растворите 2-бромпиридин и малоновую кислоту (представитель карбоновой кислоты) в подходящем органическом растворителе. Этанол – широко используемый растворитель.

Шаг 2: добавьте щелочной катализатор, например триэтиламин, для ускорения реакции конденсации.

Шаг 3: Нагрейте раствор и проведите реакцию при соответствующей температуре. Обычно используемая температура реакции составляет 80-100 градусов Цельсия.

Шаг 4: После завершения реакции охладите раствор и проведите подкисляющую обработку для получения целевого продукта 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегида.

Шаг 5. Очистите и кристаллизуйте продукт, чтобы получить соединение высокой-чистоты.

Это всего лишь два распространенных метода, и существует множество других методов синтеза 3-пиридинкарбоксальдегида, 2-бром-. Следует отметить, что каждый метод синтеза имеет свои специфические преимущества и применимость и требует корректировки и оптимизации в соответствии с конкретной ситуацией в реальной эксплуатации.

► Синтез ингибитора киназы для терапии рака

1)фон

Ингибиторы киназ представляют собой класс таргетных противораковых препаратов, которые блокируют активность протеинкиназ, ферментов, участвующих в передаче сигналов и пролиферации клеток. Каркасы на основе пиридина-часто используются при разработке ингибиторов киназ из-за их способности имитировать сайты связывания АТФ-. Исследователи фармацевтической компании стремились разработать новый ингибитор, нацеленный на рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), киназу, сверхэкспрессируемую при многих видах рака.

2) Цель

Синтезируйте соединение-производное пиридина с высокой эффективностью и селективностью в отношении EGFR, используя 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид в качестве ключевого промежуточного продукта.

3) Экспериментальный подход

Синтез основной структуры:

2-Бром-3-пиридинкарбоксальдегид подвергали взаимодействию с анилином в этаноле при температуре кипения с обратным холодильником с образованием промежуточного имина путем конденсации.

Имин восстанавливали с помощью боргидрида натрия (NaBH₄) с получением 2-бром-N-фенилпиридин-3-амина, критического строительного блока для дальнейшей функционализации.

Реакция перекрестного-сочетания:

Атом брома в положении 2- подвергся реакции Сузуки-Мияуры с производным бороновой кислоты (4-фторфенилбороновой кислотой) в присутствии ацетата палладия(II) (Pd(OAc)2) и лиганда (трифенилфосфина).

На этом этапе была введена фторфенильная группа, повышающая липофильность и аффинность связывания.

Окончательная модификация:

Альдегидную группу окислили до карбоновой кислоты с использованием реагента Джонса (хромовая кислота в серной кислоте) с получением целевого соединения: N-(4-фторфенил)-2-(4-фторфенил)пиридин-3-карбоксамид.

4)Результаты

Выход: 72% за три этапа.

Биологическая активность:

Соединение ингибировало активность киназы EGFR с IC5₀ 12 нМ в ферментативных анализах.

Исследования in vitro на раковых клетках А431 (сверхэкспрессирующих EGFR) показали GI₅₀ (ингибирование роста) 0,8 мкМ.

Селективность: Соединение проявляло 50--кратную селективность по сравнению с другими киназами (например, VEGFR, CDK2), снижая нецелевую токсичность.

5) Последствия

Этот случай демонстрирует, как 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид обеспечивает быструю сборку сложных ингибиторов киназ. Его альдегидные и бромные группы обеспечивают ортогональную реакционную способность для последовательной функционализации - стратегии, которая сейчас широко применяется в медицинской химии.

►Функционализация оксида графена для усовершенствованных композиционных материалов

1)фон

Оксид графена (ГО) является популярным армирующим материалом в полимерных композитах благодаря своей высокой механической прочности и электропроводности. Однако гидрофильная природа ГО ограничивает его дисперсию в не-полярных полимерах. Исследователи попытались химически модифицировать ОГ, используя 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид, чтобы улучшить совместимость с эпоксидными смолами.

2) Цель

Ковалентно привьте 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид на GO и оцените термические и механические свойства композита.

3) Экспериментальный подход

ГО Модификация:

ГО диспергировали в диметилформамиде (ДМФ) и обрабатывали ультразвуком в течение 2 часов.

Добавляли 2-Бром-3-пиридинкарбоксальдегид (5 экв.) и гидроксид натрия (NaOH, 10 экв.), инициируя реакцию нуклеофильного замещения между эпоксидными группами GO и -углеродом альдегида.

Композитное изготовление:

Модифицированный ГО (GO-Py) смешивали с эпоксидной смолой (диглицидиловый эфир бисфенола А, ДГЭБА) и отвердителем (триэтилентетрамин, ТЭТА).

Смесь отверждали при 120 градусах в течение 4 часов с образованием композитной пленки.

Характеристика:

Термическую стабильность оценивали с помощью термогравиметрического анализа (ТГА).

Механические свойства измеряли с помощью испытаний на растяжение.

4)Результаты

Эффективность прививки: инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье-преобразования (FTIR) подтвердила наличие пиридиновых колец на GO-Py.

Термическая стабильность:

Температура начала деградации композита увеличилась на 35 градусов по сравнению с немодифицированным ГО/эпоксидной смолой.

Механические свойства:

Прочность на растяжение увеличилась на 22 % с 45 МПа (немодифицированный) до 55 МПа (GO-Py).

Удлинение при разрыве увеличилось на 15%, что указывает на лучшее распределение напряжений.

5) Последствия

Этот случай иллюстрирует, как 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид может связывать неорганические наноматериалы и органические полимеры. Ароматичность пиридинового кольца усиливает межфазную адгезию - принцип, применимый к другим двумерным материалам, таким как дисульфид молибдена (MoS₂).

► Биоконъюгация для мечения белков

1)фон

Маркировка белков,-специфичная для конкретных участков, необходима для изучения функций белков, разработки методов диагностики и создания биотерапевтических препаратов. Альдегидная группа в 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегиде может реагировать с остатками лизина в белках посредством восстановительного аминирования, образуя стабильные ковалентные связи.

2) Цель

Пометьте N-конец зеленого флуоресцентного белка (GFP) с помощью 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегида и оцените эффективность маркировки.

3) Экспериментальный подход

Реакция конъюгации:

Рекомбинантный GFP (1 мг/мл) инкубировали с 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегидом (10 экв.) в фосфатном буфере (рН 7,4) в течение 2 часов при комнатной температуре.

Цианоборогидрид натрия (NaBH₃CN, 5 экв.) добавляли для восстановления промежуточного имина до стабильного амина.

Очистка:

Конъюгат очищали с помощью эксклюзионной хроматографии (SEC).

Характеристика:

Эффективность мечения количественно оценивали с помощью УФ---видимой спектроскопии (поглощение при 280 нм для белка, 340 нм для пиридина).

Интенсивность флуоресценции измеряли для оценки активности GFP после-маркировки.

4)Результаты

Эффективность мечения: 85% молекул GFP были конъюгированы, что определялось по поглощению пиридина.

Сохранение флуоресценции: конъюгат сохранил 92% флуоресценции нативного GFP, что указывает на минимальное структурное нарушение.

Масс-спектрометрия: ESI-MS подтвердил увеличение массы на 185 Да (что соответствует одному пиридинкарбоксальдегидному фрагменту на GFP).

5) Последствия

Это исследование демонстрирует полезность 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегида в биоконъюгации. Его небольшой размер и реакционная способность превосходят более крупные флуоресцентные красители, которые часто мешают функционированию белка. Подобные стратегии сейчас используются для маркировки антител для иммуногистохимии.

2-Бром-3-пиридинкарбоксальдегид — бромированное альдегидное соединение, содержащее пиридиновое кольцо, с молекулярной формулой C₆H₄BrNO и молекулярной массой 186. 2-положение пиридинового кольца в его структуре заменено атомом брома, а 3-положение соединено с альдегидной группой, что придает ему уникальные химические свойства. В качестве промежуточного продукта органического синтеза он широко используется в исследованиях и разработках лекарств, синтезе пестицидов и материаловедении. Например, при синтезе лекарств альдегидная группа может участвовать в реакциях конденсации, образуя гетероциклический скелет, а атом брома может вводить функциональные группы посредством реакций замещения, обеспечивая гибкость при проектировании молекул лекарств.

 

Контакт с кожей: Прямой контакт может вызвать покраснение кожи, зуд, волдыри, а в тяжелых случаях – контактный дерматит.
Механизм: Альдегидные группы ковалентно связываются с аминогруппами в белках кожи, образуя основания Шиффа, нарушая барьерную функцию кожи; Присутствие атомов брома может усиливать его липофильность и способствовать проникновению в эпидермальный слой.
Контакт с глазами: Сильное раздражение глаз, проявляющееся заложенностью конъюнктивы, слезотечением, светобоязнью и даже повреждением эпителия роговицы.
Механизм: Альдегидные группы реагируют с белками роговицы, вызывая денатурацию белков, а атомы брома могут вызывать реакции окислительного стресса и повреждать клетки роговицы.

 

Раздражение дыхательных путей: Вдыхание паров или пыли может вызвать раздражение носоглотки, кашель и затруднение дыхания. Длительное воздействие может спровоцировать астму или хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ). Альдегидные группы связываются с белками эпителиальных клеток слизистой оболочки дыхательных путей, нарушая целостность слизистой оболочки; Атомы брома могут вызывать воспалительные реакции, производя активные формы кислорода (АФК).

 

Реакции со стороны пищеварительной системы: тошнота, рвота, боли в животе, диарея, в тяжелых случаях могут возникнуть желудочно-кишечные кровотечения или поражение печени. Прямое разъедающее действие альдегидных групп на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, а также стимуляция желудочно-кишечного тракта бромистым водородом, образующимся в результате метаболизма атомов брома в организме; Печень, как основной метаболический орган, может испытывать повышенный уровень трансаминаз из-за окислительного стресса.
Острое отравление: головокружение, утомляемость, помутнение сознания, а в тяжелых случаях — кома, судороги и даже недостаточность дыхания и кровообращения. Альдегидные группы влияют на нервную проводимость, связываясь с рецепторами нейромедиаторов; Атомы брома могут ингибировать дыхательную цепь митохондрий, что приводит к нарушениям клеточного энергетического обмена.

горячая этикетка : 2-бром-3-пиридинкарбоксальдегид cas 128071-75-0, поставщики, производители, завод, опт, купить, цена, оптом, продажа