4-Хлор-4'-фторбутирофенон CAS 3874-54-2

Это основное сырье для синтеза различных психотропных препаратов. Его атомы карбонила и хлора могут вводить различные функциональные группы посредством селективных реакций для создания сложных молекул лекарств.
1. Синтез антипсихотических препаратов.
Галоперидол: Как типичный антипсихотический препарат, при синтезе галоперидола 4-хлорфенилпиперазин кипятят с обратным холодильником в растворе ацетонитрила под катализом йодида натрия (NaI) и бикарбоната натрия (NaHCO₃) в течение 22 часов для получения целевого продукта.

Этот путь эффективно создает бутирофеноновый скелет в молекуле лекарственного средства посредством реакции конденсации карбонила и амина с общим выходом 65–70%.
Луматеперон: новый тип антипсихотического препарата, при его синтезе это вещество используется в качестве исходного материала, а атом хлора в алкильной цепи подвергается реакции нуклеофильного замещения с образованием кольцевой структуры пиперазина и, наконец, создает молекулу лекарства с многоцелевым действием.

2. Разработка седативных снотворных препаратов.
Дроперидол: используется для пред-седации и послеоперационной тошноты и рвоты. Его карбонильные и аминогруппы конденсируются при синтезе с образованием промежуточного имина, который далее восстанавливается с получением целевого продукта. Этот путь позволяет избежать использования высокотоксичного фосгена в традиционных методах и значительно повышает безопасность процесса.
3. Исследования антидепрессантов
Ципроксифан: антагонист гистаминовых H₃-рецепторов. В ходе своего синтеза вещество посредством реакции нуклеофильного замещения вводит структуру циклопропилметанола и в конечном итоге получает лекарство-кандидат с антидепрессивной активностью. Соединение показало хорошие фармакокинетические свойства в доклинических исследованиях.

Это основной предшественник для синтеза производных фторфенилмасляной кислоты. Атомы хлора и карбонильные группы в его структуре могут быть введены в различные функциональные группы посредством нуклеофильного замещения, конденсации, восстановления и других реакций для создания библиотеки комплексного соединения.
1. Реакция нуклеофильного замещения.
Модификация алкильной цепи: атомы хлора могут быть заменены нуклеофильными реагентами, такими как алкоголят натрия и амины, с образованием производных эфира или амина. Например, он реагирует с метоксидом натрия с образованием 4-метокси-4'-фторфенилмасляной кислоты с выходом 85%; он реагирует с анилином с образованием N-фенил-4'-фторфенилбутирамида с выходом 78%.

Функционализация ароматических колец. В результате реакции Фриделя-Крафтса фторбензольные кольца могут подвергаться алкилированию или ацилированию под действием кислот Льюиса. Например, он реагирует с бензолом при катализе безводного хлорида алюминия с образованием 1,1-дифенил-4-фтор-1-бутанона с выходом 62%.

2. Реакция конденсации
Синтез иминного соединения: карбонильные группы конденсируются с аминным соединением с образованием иминов, которые можно дополнительно восстановить с получением вторичных или третичных аминов. Например,4-Хлор-4'-фторбутирофенонреагирует с н-бутиламином с образованием N-n-бутил-4'-фторбензолимина с выходом 90%; этот промежуточный продукт может быть восстановлен до N-n-бутил-4'-фторбензолимина путем каталитического гидрирования и используется для синтеза антигистаминных препаратов.

Создание -кетоэфиров: подвергается конденсации Кляйзена с диэтилмалонатом в условиях основного катализа с образованием диэтил-4-фтор- -кетопентаноата с выходом 75%. Это соединение является ключевым промежуточным продуктом для синтеза производных витамина Е.

3. Реакция восстановления
Получение спиртового соединения: карбонильную группу восстанавливают до вторичного спирта боргидридом натрия (NaBH4) с образованием 4-хлор-4'-фтор-1-фенил-1-бутанола с выходом 88%. Спиртовое соединение может быть дополнительно модифицировано реакцией этерификации или этерификации.

Синтез аминного соединения: карбонильная группа преобразуется в структуру метиламина с помощью реакции Лейкарта или метилирования Эшвейлера-Кларка с образованием N-метил-4-хлор-4'-фторбензбутиламина с выходом 65%. Это соединение является предшественником для синтеза симпатомиметических препаратов.

Его активные функциональные группы делают его идеальным инструментом для модификации поверхности материалов, вводя функциональные молекулы в поверхность полимеров, наноматериалов или биомакромолекул посредством ковалентных связей, придавая материалу новые физические и химические свойства.

1. Функционализация полимера
Модификация биосовместимости: на поверхности полимолочной кислоты-ко-гликолевой кислоты (PLGA) карбоксильная группа активируется CDI, а затем вступает в реакцию с 4-хлор-4'-фторбутирофеноном с введением атомов фтора или хлора, что значительно снижает иммуногенность материала и способствует адгезии клеток. Например, модифицированный каркас из PLGA демонстрирует превосходную совместимость клеток в инженерии нервной ткани.

Модификация проводящего полимера: на поверхности полипиррола (PPy) 4-хлор-4'-фторбутирофенон соединяется с полимерным скелетом посредством CDI с образованием флуоресцентно меченного проводящего материала.

Когда этот материал используется в датчике глюкозы, предел обнаружения составляет всего 0,1 мкм, и он обладает хорошей помехоустойчивостью.
2. Инженерия поверхности наноматериалов
Модификация квантовых точек: карбоксилированные квантовые точки CdSe соединяются с 4-хлор-4'-фторбутирофеноном с помощью CDI, а затем комбинируются с аминоантителами для создания флуоресцентного иммунозонда. Например, для обнаружения онкомаркера CA125 чувствительность составляет 0,1 нг/мл, что в 10 раз выше, чем у традиционных методов.

Функционализация магнитных наночастиц: на поверхности Fe₃O₄ 4-хлор-4'-фторфенилмасляная кислота соединяется с концом цепи полиэтиленгликоля (ПЭГ) через CDI для достижения специфического распознавания опухолевых клеток системой целевой доставки лекарств. Лекарственная нагрузка модифицированных наночастиц увеличена до 25%, а время циркуляции в крови увеличено до 24 часов.

Благодаря своей четкой структуре и высокой реакционной способности он широко используется в исследованиях методологии органического синтеза и становится модельным субстратом для изучения новых реакций и новых катализаторов.
1. Исследование асимметричного катализа.
Синтез хирального амина: при использовании этого вещества в качестве сырья реакция асимметричного восстановления катализируется хиральным катализатором (таким как БИНОЛ-фосфорная кислота) с образованием хирального спиртового соединения.

Например, при температуре -20 градусов с использованием 10 мол% катализатора и реакции в течение 24 часов получается хиральный продукт со значением ee > 95%, что обеспечивает эффективный метод синтеза хиральных лекарств.
Конструкция хирального имина: промежуточные хиральные имины образуются путем катализа реакций асимметричной конденсации с хиральными лигандами (такими как пиридин-бисоксазолин). Промежуточные соединения могут быть дополнительно преобразованы в хиральные амины или хиральные спирты для синтеза натуральных продуктов или молекул лекарств.

3. Сочетание технологии одиночных-молекул.
Флуоресцентная визуализация одиночных-молекул: флуоресцентные красители (например, Cy3), модифицированные 4-хлор-4'-фторфенилмасляной кислотой, связываются с молекулами белка посредством CDI для достижения динамического отслеживания на уровне одиночных молекул. Например, при изучении сворачивания белков этот метод может собирать данные с временным разрешением на миллисекундном уровне.
Силовая спектроскопия одиночных-молекул:4-хлор-4'-фторбутирофенонвводится в конец цепи полиэтиленгликоля через CDI для создания зонда для силовой спектроскопии одной-молекулы. Этот зонд может измерять силу межмолекулярного взаимодействия и используется для изучения механизмов связывания ДНК-белков или клеточной адгезии.

2. Разработка фото-/электрочувствительных материалов.
Фотохромные материалы: при введении их в структуру спиропирана обратимое преобразование-открытия кольца-кольца-закрытия достигается за счет облучения ультрафиолетовым светом для построения фотохромных молекул. Этот материал имеет потенциальное применение в области оптических накопителей и оптической коммутации.
Электрохромные материалы: 4-хлор-4'-фторфенилмасляная кислота соединяется с производными виолацеина посредством CDI с образованием электрохромных молекул. Этот материал может менять цвет под действием электрического поля и используется в умных окнах или устройствах отображения.

Эта полярность будет способствовать дипольному-дипольному взаимодействию между молекулами, тем самым влияя на структуру упаковки молекул. В частности, молекулы могут иметь тенденцию располагаться в виде головы-хвоста или головы-головы, чтобы максимизировать энергию взаимодействия между молекулами и сформировать более стабильную кристаллическую структуру.

Молекулярная конфигурация 4-хлор-4'-фторбутирофенона, особенно относительная ориентация бензольного кольца и бутиролактонной группы, оказывает существенное влияние на твердотельную упаковку. Если молекулярная конфигурация относительно плоская, межмолекулярные π-π-упаковочные взаимодействия могут повысить стабильность упаковки. Однако из-за присутствия бутиролактоновой группы молекулы могут иметь определенную конфигурацию стереоцентров, что будет влиять на плотную упаковку между молекулами. В этом случае молекулы могут корректировать свою конфигурацию, например вращение или искажение, чтобы оптимизировать площадь контакта и силу взаимодействия между молекулами, тем самым достигая более эффективной упаковки.

Кристаллическая структура непосредственно отражает способ молекулярной упаковки и играет решающую роль в свойствах твердого -состояния 4-хлор-4'-фторбутирофенона. Различные кристаллические структуры могут привести к различной плотности упаковки, пористости и физическим свойствам. Например, некоторые кристаллические структуры могут иметь более высокую плотность упаковки, что приводит к более высокой температуре плавления и термической стабильности; в то время как другие могут иметь большую пористость, что полезно для адсорбционных или каталитических применений. Регулируя условия кристаллизации, такие как температура, растворитель и концентрация, можно влиять на формирование кристаллических структур, тем самым оптимизируя потенциал упаковки в твердом состоянии.

Накопленный потенциал 4-Хлоро-4'-фторбутирофенона в твердом состоянии имеет большое значение для его применения в области медицинской химии и материаловедения. В медицинской химии такие свойства твердого тела, как растворимость, стабильность и биодоступность, напрямую влияют на эффективность и безопасность лекарств. Путем оптимизации молекулярной упаковки эти свойства можно улучшить, тем самым повысив качество лекарств. В материаловедении накопленный в твердом состоянии потенциал 4-хлор-4'-фторбутирофенона может быть использован для создания материалов с конкретными функциями, таких как адсорбенты, катализаторы или оптические материалы и т. Д.