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

Це основна сировина для синтезу різноманітних психотропних препаратів. Його карбонільні та хлорні атоми можуть вводити різні функціональні групи за допомогою селективних реакцій для створення складних молекул ліків.
1. Синтез антипсихотичних препаратів
Галоперидол: як типовий антипсихотичний препарат, у синтезі галоперидолу 4-хлорфенілпіперазин кип’ятять із зворотним холодильником у розчині ацетонітрилу під дією йодиду натрію (NaI) і бікарбонату натрію (NaHCO3) протягом 22 годин для отримання цільового продукту.

Цей шлях ефективно створює скелет бутирофенону в молекулі препарату через реакцію конденсації карбонілу та аміну із загальним виходом 65%-70%.
Луматеперон: новий тип антипсихотичних препаратів, у синтезі якого ця речовина використовується як вихідний матеріал, а атом хлору в алкільному ланцюзі проходить реакцію нуклеофільного заміщення з утворенням кільцевої структури піперазину та, нарешті, створює молекулу препарату з багато-цільовими ефектами.

2. Розробка седативних снодійних засобів
Дроперидол: використовується для перед{0}}анестетичної седації та післяопераційного лікування нудоти та блювання, його карбонільні та аміногрупи конденсуються під час синтезу з утворенням проміжного іміну, який далі відновлюється для отримання цільового продукту. Цей шлях дозволяє уникнути використання високотоксичного фосгену в традиційних методах і значно підвищує безпеку процесу.
3. Дослідження антидепресантів
Ципроксифан: антагоніст рецепторів гістаміну H3. Під час свого синтезу речовина вводить структуру циклопропілметанолу через реакцію нуклеофільного заміщення, і в кінцевому підсумку отримує лікарський засіб-кандидат з антидепресивною дією. У доклінічних дослідженнях сполука показала хороші фармакокінетичні властивості.

Це основний попередник для синтезу похідних фторфенілмасляної кислоти. Атоми хлору та карбонільні групи в його структурі можуть бути введені в різноманітні функціональні групи за допомогою нуклеофільного заміщення, конденсації, відновлення та інших реакцій для створення бібліотеки комплексної сполуки.
1. Реакція нуклеофільного заміщення
Модифікація алкільного ланцюга: атоми хлору можуть бути замінені нуклеофільними реагентами, такими як алкоголят натрію та аміни, щоб отримати ефір або похідні аміну. Наприклад, він реагує з метоксидом натрію з утворенням 4-метокси-4'-фторфенілмасляної кислоти з виходом 85%; він реагує з аніліном з утворенням N-феніл-4'-фторфенілбутираміду з виходом 78%.

Функціоналізація ароматичних кілець: через реакцію Фріделя-Крафтса фторбензольні кільця можуть зазнавати алкілування або ацилювання під дією кислотного каталізу Льюїса. Наприклад, він реагує з бензолом під дією безводного хлориду алюмінію з утворенням 1,1-дифеніл-4-фтор-1-бутанону з виходом 62%.

2. Реакція конденсації
Синтез імінної сполуки: карбонільні групи конденсуються з аміновою сполукою, утворюючи іміни, які можна далі відновити для отримання вторинних або третинних амінів. Наприклад,4-Хлор-4'-фторбутирофенонреагує з n-бутиламіном з утворенням N-n-бутил-4'-фторбензоліміну з виходом 90%; цей проміжний продукт може бути відновлений до N-n-бутил-4'-фторбензоліміну каталітичним гідруванням і використовується для синтезу антигістамінних препаратів.

Конструювання -кетоефірів: він піддається конденсації Клайзена з діетилмалонатом під основним каталізом з утворенням діетил-4-фтор- -кетопентаноату з виходом 75%. Ця сполука є ключовим проміжним продуктом для синтезу похідних вітаміну Е.

3. Реакція скорочення
Отримання спиртової сполуки: карбонільну групу відновлюють до вторинного спирту борогідридом натрію (NaBH4) з утворенням 4-хлор-4'-фтор-1-феніл-1-бутанолу з виходом 88%. Спиртова сполука може бути додатково утворена реакцією етерифікації або етерифікації.

Синтез амінної сполуки: карбонільну групу перетворюють на метиламінову структуру за допомогою реакції Лейкарта або метилювання Ешвайлера-Кларка з утворенням N-метил-4-хлор-4'-фторбензбутиламіну з виходом 65%. Ця сполука є попередником для синтезу симпатоміметичних препаратів.

Його активні функціональні групи роблять його ідеальним інструментом для модифікації поверхні матеріалу, впроваджуючи функціональні молекули на поверхню полімерів, наноматеріалів або біомакромолекул через ковалентні зв’язки, надаючи матеріалу нові фізичні та хімічні властивості.

1. Полімерна функціональність
Модифікація біосумісності: на поверхні полімолочної кислоти-со-гліколевої кислоти (PLGA) карбоксильна група активується за допомогою CDI, а потім реагує з 4-хлор-4'-фторбутирофеноном для введення атомів фтору або хлору, що значно знижує імуногенність матеріалу та сприяє адгезії клітин. Наприклад, модифікований каркас PLGA демонструє чудову сумісність клітин у інженерії нервової тканини.

Модифікація провідного полімеру: на поверхні поліпіролу (PPy) 4-хлор-4'-фторбутирофенон з’єднується з полімерним скелетом за допомогою CDI для створення флуоресцентно міченого провідного матеріалу.

Коли цей матеріал використовується в датчику глюкози, межа виявлення становить лише 0,1 мкМ, і він має гарну -інтерференційну здатність.
2. Інженерія поверхні наноматеріалів
Модифікація квантових точок: карбоксильовані квантові точки CdSe з’єднуються з 4-хлор-4’-фторбутирофеноном за допомогою CDI, а потім поєднуються з аміно-антитілами для створення флуоресцентного імунозонда. Наприклад, для виявлення онкомаркера СА125 чутливість становить 0,1 нг/мл, що в 10 разів вище, ніж у традиційних методів.

Функціоналізація магнітних наночастинок: на поверхні Fe₃O₄ 4-хлор-4'-фторфенілмасляна кислота з'єднується з кінцем ланцюга поліетиленгліколю (PEG) через CDI для досягнення специфічного розпізнавання пухлинних клітин цільовою системою доставки ліків. Лікарське навантаження модифікованих наночастинок збільшено до 25%, а час циркуляції в крові подовжено до 24 годин.

Завдяки своїй чіткій структурі та високій реакційній здатності він широко використовується в дослідженнях методології органічного синтезу та стає модельним субстратом для дослідження нових реакцій та нових каталізаторів.
1. Дослідження асиметричного каталізу
Синтез хірального аміну: з використанням цієї речовини як сировини реакція асиметричного відновлення каталізується хіральним каталізатором (таким як BINOL-фосфорна кислота) з утворенням хіральної спиртової сполуки.

Наприклад, при -20 градусах, використовуючи 10 мол.% каталізатора та реагуючи протягом 24 годин, отримують хіральний продукт зі значенням ee> 95%, що забезпечує ефективний метод для синтезу хіральних лікарських засобів.
Конструкція хірального іміну: проміжні сполуки хірального іміну утворюються шляхом каталізації реакцій асиметричної конденсації з хіральними лігандами (такими як піридинбісоксазолін). Проміжні продукти можна далі перетворити на хіральні аміни або хіральні спирти для синтезу природних продуктів або молекул ліків.

3. Комбінація одно-молекулярної технології
Флуоресцентне зображення однієї-молекули: флуоресцентні барвники (такі як Cy3), модифіковані 4-хлор-4'-фторфенілмасляною кислотою, з’єднуються з молекулами білка через CDI для досягнення динамічного відстеження на рівні однієї молекули. Наприклад, при вивченні згортання білків ця методика може отримувати дані з роздільною здатністю на рівні мілісекунд.
Силова-молекулярна спектроскопія:4-хлор-4'-фторбутирофенонвводиться в кінець поліетиленгліколевого ланцюга через CDI, щоб побудувати одно-молекулярний зонд силової спектроскопії. Цей зонд може вимірювати силу міжмолекулярної взаємодії та використовується для вивчення механізмів зв’язування -білка ДНК або клітинної адгезії.

2. Розробка фото-/електрично чуйних матеріалів
Фотохромні матеріали: введення їх у структуру спіропірану, оборотне перетворення кільця-розкриття-кільця-закриття досягається за допомогою ультрафіолетового опромінення для створення фотохромних молекул. Цей матеріал має потенційне застосування в області оптичного зберігання та оптичної комутації.
Електрохромні матеріали: 4-хлор-4'-фторфенілмасляна кислота з’єднується з похідними віолацеїну через CDI для побудови електрохромних молекул. Цей матеріал може змінювати колір під дією електричного поля і використовується в розумних вікнах або пристроях відображення.

Ця полярність сприятиме дипольній -дипольній взаємодії між молекулами, тим самим впливаючи на розташування молекул. Зокрема, молекули можуть мати тенденцію розташовуватися у вигляді голови-хвоста або голови-голови, щоб максимізувати енергію взаємодії між молекулами та утворити більш стабільну кристалічну структуру.

Молекулярна конфігурація 4-хлор-4'-фторбутирофенону, зокрема взаємна орієнтація бензольного кільця та бутиролактонової групи, має значний вплив на твердотільну упаковку. Якщо молекулярна конфігурація є відносно плоскою, міжмолекулярні взаємодії π-π стекінгу можуть підвищити стабільність упаковки. Однак через присутність бутиролактонової групи молекули можуть мати певну конфігурацію стереоцентру, що впливатиме на щільне упакування між молекулами. У цьому випадку молекули можуть регулювати свою конфігурацію, таку як обертання або викривлення, щоб оптимізувати площу контакту та силу взаємодії між молекулами, досягаючи таким чином більш ефективної упаковки.

Кристалічна структура безпосередньо відображає режим упаковки молекул і відіграє вирішальну роль у властивостях твердого-фазу 4-хлор-4'-фторбутирофенону. Різні кристалічні структури можуть призвести до різної щільності упаковки, пористості та фізичних властивостей. Наприклад, деякі кристалічні структури можуть мати вищу щільність упаковки, що призводить до вищої точки плавлення та термічної стабільності; тоді як інші можуть мати більшу пористість, що є корисним для адсорбційних або каталітичних застосувань. Регулюючи умови кристалізації, такі як температура, розчинник і концентрація, можна впливати на формування кристалічних структур, тим самим оптимізуючи потенціал упаковки в твердому стані.

Накопичений потенціал 4-хлор-4'-фторбутирофенону у твердому стані має велике значення для його застосування в галузях медичної хімії та матеріалознавства. У медичній хімії такі властивості твердого{10}}стану, як розчинність, стабільність і біодоступність, безпосередньо впливають на ефективність і безпеку ліків. Завдяки оптимізації молекулярної упаковки ці властивості можна покращити, тим самим підвищуючи якість ліків. У матеріалознавстві накопичений потенціал 4-хлор-4'-фторбутирофенону в твердому стані можна використовувати для розробки матеріалів зі специфічними функціями, таких як адсорбенти, каталізатори або оптичні матеріали тощо.