2-Bróm-3-pyridínkarboxaldehyd CAS 128071-75-0

2-bróm-3-pyridínkarboxaldehyd(3-Pyridínkarboxaldehyd, 2-bróm-), chemický vzorec: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, molekulová hmotnosť: 186,01 g/mol. Je to pevná látka, zvyčajne vo forme bieleho alebo takmer bieleho kryštalického prášku. Má určitú rozpustnosť v niektorých bežných organických rozpúšťadlách (ako je dichlórmetán, éter, metanol, etanol atď.). Upozorňujeme však, že jeho rozpustnosť sa môže meniť v závislosti od teploty, rozpúšťadiel a iných faktorov. Ako dôležitá organická zlúčenina má široké uplatnenie a využitie. Hrá dôležitú úlohu v oblasti syntézy liečiv, syntézy pesticídov, koordinačnej chémie a organických optoelektronických materiálov. Prostredníctvom syntézy a funkcionalizácie možno získať zlúčeniny so špecifickými štruktúrami a vlastnosťami, ktoré spĺňajú potreby rôznych oblastí a aplikácií.

Molekulárne vlastnosti

2-Bróm-3-pyridínkarboxaldehyd pozostáva zo šesťčlenného pyridínového kruhu (aromatický heterocyklus obsahujúci dusík) s dvoma substituentmi:

Bróm (Br): Skupina priťahujúca silné elektróny-, ktorá aktivuje pyridínový kruh pre nukleofilné substitučné reakcie (napr. Suzukiho, Heck alebo Buchwald-Hartwigova kopulácia).

Aldehyd (-CHO): Vysoko reaktívna funkčná skupina, ktorá sa zúčastňuje kondenzačných reakcií (napr. tvorba imínu, redukčná aminácia) a oxidačných/redukčných procesov.

Reakčné cesty

Reaktivita zlúčeniny vyplýva zo súhry medzi jej dvoma funkčnými skupinami:

Nukleofilná aromatická substitúcia (SNAr): Atóm brómu môže byť nahradený nukleofilmi (napr. amínmi, tiolmi alebo borónovými kyselinami) za zásaditých podmienok, čo umožňuje zavedenie rôznych substituentov.

Kondenzačné reakcie: Aldehydová skupina reaguje s primárnymi amínmi za vzniku imínov, ktoré je možné redukovať na sekundárne amíny pomocou redukčných činidiel, ako je borohydrid sodný (NaBH4).

Oxidácia/redukcia: Aldehyd môže byť oxidovaný na karboxylovú kyselinu (použitím Jonesovho činidla) alebo redukovaný na alkohol (použitím NaBH4).

Krížové{0}}kopulačné reakcie: Atóm brómu sa zúčastňuje paládiom-katalyzovaných väzieb (napr. Suzuki, Sonogashira) za vzniku uhlíkových-uhlíkových alebo uhlíkových-heteroatómových väzieb.

Tieto dráhy robia z 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehydu základný prvok vo viacstupňových syntézach, kde je potrebná sekvenčná funkcionalizácia.

Je to komplexná organická zlúčenina, ktorá sa môže syntetizovať rôznymi cestami.

1. Hantzschova metóda syntézy pyridínu:

Vzorec chemickej reakcie je nasledujúci:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

Toto je bežne používaná metóda syntézy 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehidu s nasledujúcimi špecifickými krokmi:

Krok 1: Pripravte reaktanty:

Zmiešajte 2-brómpyridín a malononitril v molárnom pomere 1:2 a pridajte tiomočovinu ako katalyzátor. Množstvo reaktantov sa môže upraviť podľa potreby.

Krok 2: Priebeh reakcie:

Pridajte reaktanty získané zmiešaním v kroku 1 do reakčnej banky a pokračujte v reakcii za vhodných reakčných podmienok. Reakčná teplota je zvyčajne medzi 150 a 200 stupňami Celzia a možno použiť prúd suchého dusíka v podmienkach -bez rozpúšťadla. Reakčný čas závisí od konkrétnych experimentálnych podmienok, zvyčajne sa pohybuje od hodín až po dni.

Pri tejto reakcii pôsobí tiomočovina ako katalyzátor, ktorý podporuje priebeh reakcie. V dôsledku vysokej reakčnej teploty môže dôjsť k tvorbe väzieb C-C. Konečným vyrobeným produktom je 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehid.

Krok 3: Chladenie a kryštalizácia:

Po dokončení reakcie sa reakčný roztok ochladí na teplotu miestnosti alebo nízku teplotu a pokračuje sa v kryštalizácii. Kryštalizáciu produktu je možné vyvolať pomalým pridávaním vhodných rozpúšťadiel (ako sú etanol alebo éterové rozpúšťadlá). Počas procesu kryštalizácie sa produkty vyzrážajú z roztoku v pevnej forme.

Krok 4: Čistenie a sušenie:

Odstreďte alebo prefiltrujte kryštalický produkt, aby ste oddelili tuhé produkty. Po oddelení je možné produkt premyť vhodnými rozpúšťadlami, aby sa odstránili nečistoty. Nakoniec sa produkt vysušil za vhodných podmienok, čím sa získal 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehid vysokej -čistoty.

2. Knoevenagelova kondenzačná reakcia:

Vzorec chemickej reakcie je nasledujúci:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

Pri tejto reakcii tvoria acylové a karboxylové skupiny C-C väzbu prostredníctvom kondenzačnej reakcie. Konečným vyrobeným produktom je 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehid.

Konkrétne kroky sú nasledovné:

Krok 1: Rozpustite 2-brómpyridín a kyselinu malónovú (reprezentatívna karboxylová kyselina) vo vhodnom organickom rozpúšťadle. Etanol je bežne používané rozpúšťadlo.

Krok 2: pridajte alkalický katalyzátor, ako je trietylamín, aby ste podporili kondenzačnú reakciu.

Krok 3: Zahrejte roztok a vykonajte reakciu pri vhodnej teplote. Bežne používaná reakčná teplota je 80-100 stupňov Celzia.

Krok 4: Po dokončení reakcie sa roztok ochladí a podrobí sa okysleniu, aby sa vytvoril cieľový produkt, 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehid.

Krok 5: Vyčistite a kryštalizujte produkt, aby ste získali zlúčeninu s vysokou -čistotou.

Toto sú len dve bežné metódy a existuje mnoho ďalších metód syntézy 3-pyridínkarboxaldehydu, 2-bróm-. Je potrebné poznamenať, že každá metóda syntézy má svoje špecifické výhody a použiteľnosť a je potrebné ju upraviť a optimalizovať podľa konkrétnej situácie v skutočnej prevádzke.

► Syntéza inhibítora kinázy na liečbu rakoviny

1) Pozadie

Inhibítory kináz sú triedou cielených protirakovinových liekov, ktoré blokujú aktivitu proteínkináz, enzýmov zapojených do bunkovej signalizácie a proliferácie. Lešenie na báze pyridínu{1}}sú bežné v dizajne inhibítorov kináz vďaka svojej schopnosti napodobňovať miesta viažuce ATP-. Výskumníci vo farmaceutickej spoločnosti sa snažili vyvinúť nový inhibítor zacielený na receptor epidermálneho rastového faktora (EGFR), kinázu nadmerne exprimovanú pri mnohých rakovinách.

2) Cieľ

Syntetizujte zlúčeninu -odvodenú od pyridínu s vysokou účinnosťou a selektivitou pre EGFR s použitím 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehydu ako kľúčového medziproduktu.

3) Experimentálny prístup

Syntéza základnej štruktúry:

2-Bróm-3-pyridínkarboxaldehyd reagoval s anilínom v etanole pod spätným chladičom za vzniku imínového medziproduktu prostredníctvom kondenzácie.

Imín sa redukoval pomocou borohydridu sodného (NaBH4), čím sa získal 2-bróm-N-fenylpyridín-3-amín, kritický stavebný blok pre ďalšiu funkcionalizáciu.

Krížová-kopulačná reakcia:

Atóm brómu v polohe 2- prešiel Suzuki-Miyaurovou kopuláciou s derivátom kyseliny boritej (kyselina 4-fluórfenylborónová) v prítomnosti octanu paládnatého (Pd(OAc)2) a ligandu (trifenylfosfínu).

Tento krok zaviedol fluórfenylovú skupinu, zvyšujúcu lipofilitu a väzbovú afinitu.

Konečná úprava:

Aldehydová skupina sa oxidovala na karboxylovú kyselinu použitím Jonesovho činidla (kyselina chrómová v kyseline sírovej), čím sa získala cieľová zlúčenina: N-(4-fluórfenyl)-2-(4-fluórfenyl)pyridín-3-karboxamid.

4) Výsledky

Výťažok: 72 % v troch krokoch.

Biologická aktivita:

Zlúčenina inhibovala aktivitu EGFR kinázy s IC50 12 nM v enzymatických testoch.

In vitro štúdie na rakovinových bunkách A431 (nadmerne exprimujúce EGFR) ukázali GI50 (inhibícia rastu) 0,8 μM.

Selektivita: Zlúčenina vykazovala 50-násobnú selektivitu v porovnaní s inými kinázami (napr. VEGFR, CDK2), čím sa znížila toxicita mimo cieľ.

5) Dôsledky

Tento prípad ukazuje, ako 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehyd umožňuje rýchle zostavenie komplexných inhibítorov kináz. Jeho aldehydové a brómové skupiny poskytujú ortogonálnu reaktivitu pre sekvenčnú funkcionalizáciu, čo je stratégia, ktorá sa v súčasnosti široko používa v lekárskej chémii.

►Funkcionalizácia oxidu grafénu pre vylepšené kompozitné materiály

1) Pozadie

Oxid grafénu (GO) je populárny výstužný materiál v polymérnych kompozitoch vďaka svojej vysokej mechanickej pevnosti a elektrickej vodivosti. Hydrofilný charakter GO však obmedzuje jeho disperziu v -polárnych polyméroch. Výskumníci sa snažili chemicky modifikovať GO pomocou 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehydu, aby sa zlepšila kompatibilita s epoxidovými živicami.

2) Cieľ

Kovalentne naštepte 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehyd na GO a vyhodnoťte tepelné a mechanické vlastnosti kompozitu.

3) Experimentálny prístup

Modifikácia GO:

GO bol dispergovaný v dimetylformamide (DMF) a sonikovaný počas 2 hodín.

Pridali sa 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehyd (5 ekv.) a hydroxid sodný (NaOH, 10 ekv.), čím sa iniciovala nukleofilná substitučná reakcia medzi epoxidovými skupinami GO a uhlíkom aldehydu.

Kompozitné vyhotovenie:

Modifikovaný GO (GO-Py) bol zmiešaný s epoxidovou živicou (diglycidyléter bisfenolu A, DGEBA) a tvrdidlom (trietyléntetramín, TETA).

Zmes sa vytvrdzovala pri 120 stupňoch počas 4 hodín za vzniku kompozitného filmu.

Charakteristika:

Tepelná stabilita bola hodnotená pomocou termogravimetrickej analýzy (TGA).

Mechanické vlastnosti boli merané pomocou skúšky ťahom.

4) Výsledky

Účinnosť vrúbľovania: Fourierova-transformačná infračervená spektroskopia (FTIR) potvrdila prítomnosť pyridínových kruhov na GO-Py.

Tepelná stabilita:

Teplota začiatku degradácie kompozitu sa zvýšila o 35 stupňov v porovnaní s nemodifikovaným GO/epoxidom.

Mechanické vlastnosti:

Pevnosť v ťahu sa zlepšila o 22 %, zo 45 MPa (nemodifikovaný) na 55 MPa (GO-Py).

Predĺženie pri pretrhnutí sa zvýšilo o 15 %, čo naznačuje lepšie rozloženie napätia.

5) Dôsledky

Tento prípad ilustruje, ako môže 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehyd premosťovať anorganické nanomateriály a organické polyméry. Aromatita pyridínového kruhu zlepšila medzifázovú adhéziu, princíp použiteľný na iné 2D materiály, ako je sulfid molybdénu (MoS2).

► Biokonjugácia na značenie proteínov

1) Pozadie

Špecifické značenie proteínov{0}}je nevyhnutné na štúdium funkcie proteínov, vývoj diagnostiky a vytváranie bioterapeutík. Aldehydová skupina v 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehyde môže reagovať s lyzínovými zvyškami v proteínoch prostredníctvom redukčnej aminácie, čím sa vytvárajú stabilné kovalentné väzby.

2) Cieľ

Označte N-koniec zeleného fluorescenčného proteínu (GFP) pomocou 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehydu a vyhodnoťte účinnosť značenia.

3) Experimentálny prístup

Konjugačná reakcia:

Rekombinantný GFP (1 mg/ml) sa inkuboval s 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehydom (10 ekv.) vo fosfátovom pufri (pH 7,4) počas 2 hodín pri teplote miestnosti.

Na redukciu imínového medziproduktu na stabilný amín sa pridá kyanoborohydrid sodný (NaBH3CN, 5 ekv.).

Čistenie:

Konjugát bol purifikovaný pomocou veľkostnej -vylučovacej chromatografie (SEC).

Charakteristika:

Účinnosť značenia sa kvantifikovala pomocou UV-Vis ​​spektroskopie (absorbancia pri 280 nm pre proteín, 340 nm pre pyridín).

Intenzita fluorescencie sa merala na posúdenie aktivity GFP po-označení.

4) Výsledky

Účinnosť značenia: 85 % molekúl GFP bolo konjugovaných, ako bolo stanovené absorbanciou pyridínu.

Retencia fluorescencie: Konjugát si zachoval 92 % fluorescencie natívneho GFP, čo naznačuje minimálne štrukturálne narušenie.

Hmotnostná spektrometria: ESI-MS potvrdila zvýšenie hmotnosti o 185 Da (v súlade s jednou pyridínkarboxaldehydovou skupinou na GFP).

5) Dôsledky

Táto štúdia demonštruje užitočnosť 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehydu pri biokonjugácii. Vďaka svojej malej veľkosti a reaktivite je lepší ako väčšie fluorescenčné farbivá, ktoré často narúšajú funkciu proteínov. Podobné stratégie sa teraz používajú na značenie protilátok pre imunohistochémiu.

2-Bróm-3-pyridínkarboxaldehyd je brómovaná aldehydová zlúčenina obsahujúca pyridínový kruh s molekulovým vzorcom C ₆ H 4 BrNO a molekulovou hmotnosťou 186. Poloha 2 pyridínového kruhu v jeho štruktúre je nahradená atómom brómu a poloha 3 je spojená s aldehydovou skupinou, čo mu dáva jedinečné chemické vlastnosti. Ako medziprodukt organickej syntézy sa široko používa vo výskume a vývoji liekov, syntéze pesticídov a v oblasti vedy o materiáloch. Napríklad pri syntéze liečiva sa aldehydová skupina môže zúčastniť kondenzačných reakcií na vytvorenie heterocyklického skeletu, zatiaľ čo atóm brómu môže zaviesť funkčné skupiny prostredníctvom substitučných reakcií, čo poskytuje flexibilitu pri návrhu molekuly liečiva.

 

Kontakt s pokožkou: Priamy kontakt môže spôsobiť začervenanie kože, svrbenie, pľuzgiere av závažných prípadoch aj kontaktnú dermatitídu.
Mechanizmus: Aldehydové skupiny sa kovalentne viažu s aminoskupinami v kožných proteínoch za vzniku Schiffových báz, čím narúšajú funkciu kožnej bariéry; Prítomnosť atómov brómu môže zvýšiť jeho lipofilitu a podporiť penetráciu do epidermálnej vrstvy.
Kontakt s očami: Silné podráždenie očí, ktoré sa prejavuje prekrvením spojovky, slzením, svetloplachosťou a dokonca poškodením epitelu rohovky.
Mechanizmus: Aldehydové skupiny reagujú s proteínmi rohovky a spôsobujú denaturáciu proteínov, zatiaľ čo atómy brómu môžu vyvolať reakcie oxidačného stresu a poškodiť bunky rohovky.

 

Podráždenie dýchacích ciest: Vdýchnutie pár alebo prachu môže spôsobiť podráždenie nosohltanu, kašeľ a ťažkosti s dýchaním. Dlhodobá expozícia môže vyvolať astmu alebo chronickú obštrukčnú chorobu pľúc (CHOCHP). Aldehydové skupiny sa viažu na proteíny v bunkách epitelu respiračnej sliznice, čím narúšajú integritu sliznice; Atómy brómu môžu vyvolať zápalové reakcie produkciou reaktívnych foriem kyslíka (ROS).

 

Reakcie tráviaceho systému: nevoľnosť, vracanie, bolesť brucha, hnačka a v závažných prípadoch sa môže vyskytnúť gastrointestinálne krvácanie alebo poškodenie pečene. Priamy korozívny účinok aldehydových skupín na gastrointestinálnu sliznicu, ako aj stimulácia gastrointestinálneho traktu bromovodíkom produkovaným metabolizmom atómov brómu v tele; Pečeň, ako hlavný metabolický orgán, môže mať zvýšené hladiny transamináz v dôsledku oxidačného stresu.
Akútna otrava: Závraty, únava, rozmazané vedomie a v závažných prípadoch kóma, kŕče a dokonca zlyhanie dýchania a krvného obehu. Aldehydové skupiny interferujú s vedením nervov väzbou na receptory neurotransmiterov; Atómy brómu môžu inhibovať mitochondriálny dýchací reťazec, čo vedie k poruchám bunkového energetického metabolizmu.

Populárne Tagy: 2-bróm-3-pyridínkarboxaldehyd cas 128071-75-0, dodávatelia, výrobcovia, továreň, veľkoobchod, kúpiť, cena, hromadne, na predaj