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

2-бром-3-піридинкарбоксальдегід (3-Піридинкарбоксальдегід, 2-бромо-), хімічна формула: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, молекулярна маса: 186,01 г/моль. Це тверда речовина, як правило, у формі білого або майже білого кристалічного порошку. Він має певну розчинність у деяких звичайних органічних розчинниках (таких як дихлорметан, ефір, метанол, етанол тощо). Однак зауважте, що його розчинність може змінюватися залежно від температури, розчинників та інших факторів. Як важлива органічна сполука, він має широкий спектр застосування та використання. Він відіграє важливу роль у галузі синтезу ліків, синтезу пестицидів, координаційної хімії та органічних оптоелектронних матеріалів. Завдяки синтезу та функціоналізації можна отримати сполуки зі специфічними структурами та властивостями для задоволення потреб у різних сферах і застосуваннях.

Молекулярні особливості

2-Бром-3-піридинкарбоксальдегід складається з шестичленного піридинового кільця (азотвмісного ароматичного гетероциклу) з двома замісниками:

Бром (Br): сильна електроно{0}}акцепторна група, яка активує піридинове кільце для реакцій нуклеофільного заміщення (наприклад, зв’язки Сузукі, Хека або Бухвальда-Гартвіга).

Альдегід (-CHO): високореакційна функціональна група, яка бере участь у реакціях конденсації (наприклад, утворення іміну, відновне амінування) і процесах окиснення/відновлення.

Шляхи реакції

Реакційна здатність сполуки зумовлена ​​взаємодією двох її функціональних груп:

Нуклеофільне ароматичне заміщення (SNAr): атом брому може бути замінений нуклеофілами (наприклад, амінами, тіолами або бороновими кислотами) за основних умов, що дозволяє вводити різноманітні замісники.

Реакції конденсації: альдегідна група реагує з первинними амінами з утворенням імінів, які можна відновити до вторинних амінів за допомогою відновників, таких як борогідрид натрію (NaBH₄).

Окислення/відновлення: альдегід можна окислити до карбонової кислоти (за допомогою реактиву Джонса) або відновити до спирту (за допомогою NaBH₄).

Реакції перехресного-з’єднання: атом брому бере участь у-каталізованих паладієм з’єднаннях (наприклад, Suzuki, Sonogashira) з утворенням вуглець-вуглецевих або вуглецевих-гетероатомних зв’язків.

Ці шляхи роблять 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід стрижнею в багатостадійному синтезі, де потрібна послідовна функціональність.

Це складна органічна сполука, яку можна синтезувати різними шляхами.

1. Метод синтезу піридину Ганча:

Формула хімічної реакції виглядає наступним чином:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄БрНО

Це широко використовуваний метод синтезу 2-бром-3-піридинкарбоксальдегіду з такими конкретними етапами:

Крок 1: Підготуйте реагенти:

Змішайте 2-бромпіридин і малононітрил у молярному співвідношенні 1:2 і додайте тіосечовину як каталізатор. Кількість реагентів можна регулювати за потреби.

Крок 2: Хід реакції:

Додайте реагенти, отримані в результаті змішування на етапі 1, до реакційної колби та продовжуйте реакцію за відповідних умов реакції. Температура реакції зазвичай становить від 150 до 200 градусів за Цельсієм, і можна використовувати потік сухого азоту в умовах відсутності-розчинників. Час реакції залежить від конкретних експериментальних умов і зазвичай становить від годин до днів.

У цій реакції тіосечовина діє як каталізатор, сприяючи прогресу реакції. Через високу температуру реакції може відбуватися утворення зв’язків C-C. Кінцевим продуктом є 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід.

Крок 3: Охолодження та кристалізація:

Після завершення реакції охолодіть реакційний розчин до кімнатної температури або низької температури та продовжуйте кристалізацію. Кристалізацію продукту можна індукувати повільним додаванням відповідних розчинників (таких як етанол або ефірні розчинники). У процесі кристалізації продукти випадають з розчину в твердому вигляді.

Крок 4: Очищення та сушіння:

Центрифугувати або відфільтрувати кристалізований продукт для відділення твердих продуктів. Після відділення продукт можна промити відповідними розчинниками для видалення домішок. Нарешті, продукт висушували за відповідних умов для отримання-високої чистоти 2-бром-3-піридинкарбоксальдегіду.

2. Реакція конденсації Кневенагеля:

Формула хімічної реакції виглядає наступним чином:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄БрНО

У цій реакції ацильні та карбоксильні групи утворюють зв’язок C-C за допомогою реакції конденсації. Кінцевим продуктом є 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід.

Конкретні кроки такі:

Крок 1: Розчиніть 2-бромпіридин і малонову кислоту (репрезентативну карбонову кислоту) у відповідному органічному розчиннику. Етанол є широко використовуваним розчинником.

Крок 2: додайте лужний каталізатор, такий як триетиламін, для сприяння реакції конденсації.

Крок 3: Нагрійте розчин і проведіть реакцію при відповідній температурі. Зазвичай використовується температура реакції 80-100 градусів Цельсія.

Етап 4: Після завершення реакції охолодіть розчин і піддайте підкислення для отримання цільового продукту 2-бром-3-піридинкарбоксальдегіду.

Крок 5: Очистіть і кристалізуйте продукт, щоб отримати сполуку високої-чистоти.

Це лише два поширені методи, і існує багато інших методів синтезу 3-піридинкарбоксальдегіду, 2-бромо-. Слід зазначити, що кожен метод синтезу має свої особливі переваги та застосовність, і потребує коригування та оптимізації відповідно до конкретної ситуації в реальній експлуатації.

► Синтез інгібітора кінази для терапії раку

1) Передісторія

Інгібітори кінази - це клас цільових протипухлинних препаратів, які блокують активність протеїнкіназ, ферментів, які беруть участь у передачі сигналів клітин і проліферації. Скаффолди на основі-піридину поширені в дизайні інгібіторів кінази завдяки їхній здатності імітувати сайти-зв’язування АТФ. Дослідники з фармацевтичної компанії прагнули розробити новий інгібітор, націлений на рецептор епідермального фактора росту (EGFR), кіназу, яка надмірно експресується при багатьох видах раку.

2) Мета

Синтезуйте піридино{0}}похідну сполуку з високою ефективністю та селективністю щодо EGFR, використовуючи 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід як ключовий проміжний продукт.

3) Експериментальний підхід

Синтез основної структури:

2-Бром-3-піридинкарбоксальдегід реагував з аніліном в етанолі зі зворотним холодильником з утворенням проміжного іміну шляхом конденсації.

Імін було відновлено за допомогою борогідриду натрію (NaBH₄) з утворенням 2-бромо-N-фенілпіридин-3-аміну, критичного будівельного блоку для подальшої функціональності.

Реакція перехресного-зв’язку:

Атом брому в положенні 2 - зазнав зв’язку Сузукі-Міяури з похідною борної кислоти (4-фторфенілборонової кислоти) у присутності ацетату паладію(II) (Pd(OAc)₂) та ліганду (трифенілфосфіну).

На цьому етапі введено фторфенільну групу, підвищуючи ліпофільність і афінність зв’язування.

Остаточна модифікація:

Альдегідну групу окислювали до карбонової кислоти за допомогою реактиву Джонса (хромова кислота в сірчаній кислоті), отримуючи цільову сполуку: N-(4-фторфеніл)-2-(4-фторфеніл)піридин-3-карбоксамід.

4) Результати

Вихід: 72% за три кроки.

Біологічна активність:

Сполука пригнічувала активність кінази EGFR з IC50 12 нМ у ферментативних аналізах.

Дослідження in vitro на ракових клітинах A431 (надмірна експресія EGFR) показали GI₅₀ (гальмування росту) 0,8 мкМ.

Селективність: сполука продемонструвала 50-кратну селективність порівняно з іншими кіназами (наприклад, VEGFR, CDK2), зменшуючи нецільову токсичність.

5) Наслідки

Цей випадок демонструє, як 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід забезпечує швидке збирання комплексних інгібіторів кінази. Його альдегідні та бромні групи забезпечують ортогональну реакційну здатність для послідовної функціональності, стратегії, яка зараз широко поширена в медичній хімії.

►Функціонізація оксиду графену для покращених композитних матеріалів

1) Передісторія

Оксид графену (GO) є популярним армуючим матеріалом у полімерних композитах завдяки своїй високій механічній міцності та електропровідності. Однак гідрофільна природа GO обмежує його дисперсію в не-полярних полімерах. Дослідники прагнули хімічно модифікувати GO за допомогою 2-бром-3-піридинкарбоксальдегіду для покращення сумісності з епоксидними смолами.

2) Мета

Ковалентно прищепіть 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід на GO та оцініть термічні та механічні властивості композиту.

3) Експериментальний підхід

Модифікація GO:

GO диспергували в диметилформаміді (DMF) і обробляли ультразвуком протягом 2 годин.

Додали 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід (5 екв.) і гідроксид натрію (NaOH, 10 екв.), ініціюючи реакцію нуклеофільного заміщення між епоксидними групами GO та -вуглецем альдегіду.

Композитне виготовлення:

Модифікований GO (GO-Py) змішували з епоксидною смолою (дигліцидиловий ефір бісфенолу А, DGEBA) і затверджувачем (триетилентетрамін, TETA).

Суміш витримували при 120 градусах протягом 4 годин для утворення композитної плівки.

Характеристика:

Термічну стабільність оцінювали за допомогою термогравіметричного аналізу (TGA).

Механічні властивості вимірювали за допомогою випробувань на розтяг.

4) Результати

Ефективність щеплення: інфрачервона спектроскопія з перетворенням Фур’є (FTIR) підтвердила наявність піридинових кілець на GO-Py.

Термічна стабільність:

Початкова температура деградації композиту зросла на 35 градусів порівняно з немодифікованим GO/епоксидною смолою.

Механічні властивості:

Міцність на розрив покращилася на 22%, з 45 МПа (без модифікації) до 55 МПа (GO-Py).

Подовження при розриві збільшилося на 15%, що вказує на кращий розподіл напруги.

5) Наслідки

Цей випадок ілюструє, як 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід може сполучати неорганічні наноматеріали та органічні полімери. Ароматність піридинового кільця покращує межфазну адгезію, принцип, застосовний до інших двовимірних матеріалів, таких як дисульфід молібдену (MoS₂).

► Біокон'югація для маркування білків

1) Передісторія

Мічення-специфічного білка є важливим для вивчення функції білка, розробки діагностики та створення біотерапевтичних засобів. Альдегідна група в 2-бром-3-піридинкарбоксальдегіді може реагувати із залишками лізину в білках шляхом відновного амінування, утворюючи стабільні ковалентні зв’язки.

2) Мета

Позначте N-кінець зеленого флуоресцентного білка (GFP) за допомогою 2-бром-3-піридинкарбоксальдегіду та оцініть ефективність мічення.

3) Експериментальний підхід

Реакція кон'югації:

Рекомбінантний GFP (1 мг/мл) інкубували з 2-бром-3-піридинкарбоксальдегідом (10 екв.) у фосфатному буфері (pH 7,4) протягом 2 годин при кімнатній температурі.

Ціаноборгідрид натрію (NaBH3CN, 5 екв.) додавали для відновлення проміжного іміну до стабільного аміну.

очищення:

Кон’югат очищали за-ексклюзійною хроматографією (SEC).

Характеристика:

Ефективність мічення кількісно визначали за допомогою спектроскопії UV-Vis ​​(поглинання при 280 нм для білка, 340 нм для піридину).

Інтенсивність флуоресценції вимірювали для оцінки активності GFP після-мічення.

4) Результати

Ефективність маркування: 85% молекул GFP були кон'юговані, як визначено поглинанням піридину.

Збереження флуоресценції: кон’югат зберіг 92% природної флуоресценції GFP, що вказує на мінімальне структурне порушення.

Мас-спектрометрія: ESI-MS підтвердила збільшення маси на 185 Да (що відповідає одному фрагменту піридинкарбоксальдегіду на GFP).

5) Наслідки

Це дослідження демонструє корисність 2-бром-3-піридинкарбоксальдегіду в біокон'югації. Його невеликий розмір і реактивність роблять його кращим, ніж більші флуоресцентні барвники, які часто заважають функціонуванню білка. Подібні стратегії зараз використовуються для мічення антитіл для імуногістохімії.

2-Бром-3-піридинкарбоксальдегід — це бромована альдегідна сполука, що містить піридинове кільце, з молекулярною формулою C ₆ H ₄ BrNO та молекулярною масою 186. 2-позиція піридинового кільця в його структурі замінена атомом брому, а 3-позиція з’єднана з альдегідною групою, що надає йому унікальних хімічних властивостей. Як проміжний продукт органічного синтезу він широко використовується в дослідженнях і розробці ліків, синтезі пестицидів і матеріалознавстві. Наприклад, у синтезі лікарських засобів альдегідна група може брати участь у реакціях конденсації для побудови гетероциклічного скелета, тоді як атом брому може вводити функціональні групи через реакції заміщення, забезпечуючи гнучкість конструкції молекули лікарського засобу.

 

Контакт зі шкірою: прямий контакт може спричинити почервоніння шкіри, свербіж, пухирі та у важких випадках контактний дерматит.
Механізм: альдегідні групи ковалентно зв’язуються з аміногрупами в білках шкіри з утворенням основ Шиффа, порушуючи бар’єрну функцію шкіри; Наявність атомів брому може посилити його ліпофільність і сприяти проникненню в епідермальний шар.
Попадання в очі: сильне подразнення очей, що проявляється у вигляді закупорки кон’юнктиви, сльозотечі, світлобоязні та навіть пошкодження епітелію рогівки.
Механізм: альдегідні групи реагують з білками рогівки, викликаючи денатурацію білка, тоді як атоми брому можуть викликати реакції окисного стресу та пошкодити клітини рогівки.

 

Подразнення дихальних шляхів: вдихання пари або пилу може викликати подразнення носоглотки, кашель і утруднення дихання. Тривалий вплив може спровокувати астму або хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ). Альдегідні групи зв’язуються з білками в епітеліальних клітинах слизової оболонки дихальних шляхів, порушуючи цілісність слизової; Атоми брому можуть викликати запальні реакції шляхом утворення активних форм кисню (АФК).

 

Реакції з боку травної системи: нудота, блювання, біль у животі, діарея, у важких випадках можлива шлунково-кишкова кровотеча або ураження печінки. Пряма корозійна дія альдегідних груп на слизову оболонку шлунково-кишкового тракту, а також стимуляція шлунково-кишкового тракту бромистим воднем, що утворюється в результаті метаболізму атомів брому в організмі; Печінка, як основний метаболічний орган, може відчувати підвищені рівні трансаміназ через окислювальний стрес.
Гостре отруєння: запаморочення, втома, помутніння свідомості, а у важких випадках кома, судоми і навіть дихальна та кровообігна недостатність. Альдегідні групи перешкоджають нервовій провідності шляхом зв’язування з рецепторами нейромедіаторів; Атоми брому можуть пригнічувати дихальний ланцюг мітохондрій, що призводить до порушення клітинного енергетичного обміну.

Популярні Мітки: 2-бром-3-піридинкарбоксальдегід cas 128071-75-0, постачальники, виробники, фабрика, опт, купити, ціна, оптом, продаж