2-bromo-3-piridinkarboksaldehid CAS 128071-75-0

2-bromo-3-piridinkarboksaldehid (3-Piridinkarboksaldehid, 2-bromo-), kemijska formula: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, molekulska masa: 186,01 g/mol. Je trdna snov, običajno v obliki belega ali skoraj belega kristalnega prahu. Ima določeno topnost v nekaterih običajnih organskih topilih (kot so diklorometan, eter, metanol, etanol itd.). Vendar upoštevajte, da se lahko njegova topnost razlikuje glede na temperaturo, topila in druge dejavnike. Kot pomembna organska spojina ima širok spekter aplikacij in uporab. Ima pomembno vlogo na področju sinteze zdravil, sinteze pesticidov, koordinacijske kemije in organskih optoelektronskih materialov. S sintezo in funkcionalizacijo je mogoče pridobiti spojine s specifičnimi strukturami in lastnostmi, ki ustrezajo potrebam različnih področij in aplikacij.

Molekularne značilnosti

2-Bromo-3-piridinkarboksaldehid je sestavljen iz šestčlenskega piridinskega obroča (aromatični heterocikel, ki vsebuje dušik) z dvema substituentoma:

Brom (Br): močna elektron{0}}privlačna skupina, ki aktivira piridinski obroč za nukleofilne substitucijske reakcije (npr. Suzukijeva, Heckova ali Buchwald-Hartwigova sklopitev).

Aldehid (-CHO): zelo reaktivna funkcionalna skupina, ki sodeluje v kondenzacijskih reakcijah (npr. tvorba imina, reduktivna aminacija) in procesih oksidacije/redukcije.

Reakcijske poti

Reaktivnost spojine izhaja iz medsebojnega delovanja njenih dveh funkcionalnih skupin:

Nukleofilna aromatska substitucija (SNAr): atom broma je mogoče nadomestiti z nukleofili (npr. amini, tioli ali borove kisline) pod bazičnimi pogoji, kar omogoča uvedbo različnih substituentov.

Kondenzacijske reakcije: aldehidna skupina reagira s primarnimi amini, da tvorijo imine, ki jih je mogoče reducirati v sekundarne amine z redukcijskimi sredstvi, kot je natrijev borohidrid (NaBH₄).

Oksidacija/redukcija: Aldehid je mogoče oksidirati v karboksilno kislino (z Jonesovim reagentom) ali reducirati v alkohol (z NaBH₄).

Reakcije navzkrižnega-spajanja: Atom broma sodeluje pri spajanju-ki ga katalizira paladij (npr. Suzuki, Sonogashira), da se tvorijo ogljik-ogljikove ali ogljik-heteroatomske vezi.

Zaradi teh poti je 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid ključni člen v večstopenjskih sintezah, kjer je potrebna zaporedna funkcionalizacija.

Je kompleksna organska spojina, ki se lahko sintetizira po različnih poteh.

1. Metoda sinteze piridina Hantzsch:

Formula kemijske reakcije je naslednja:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

To je pogosto uporabljena metoda za sintezo 2-bromo-3-piridinkarboksaldehida s posebnimi koraki, kot sledi:

1. korak: Pripravite reaktante:

Zmešajte 2-bromopiridin in malononitril v molskem razmerju 1:2 in dodajte tiosečnino kot katalizator. Količino reaktantov je mogoče prilagoditi po potrebi.

2. korak: Napredek reakcije:

Dodajte reaktante, dobljene z mešanjem v koraku 1, v reakcijsko bučko in nadaljujte z reakcijo pod ustreznimi reakcijskimi pogoji. Reakcijska temperatura je običajno med 150 in 200 stopinjami Celzija in lahko se uporablja pretok suhega dušika v pogojih brez-topil. Reakcijski čas je odvisen od posebnih eksperimentalnih pogojev in običajno traja od ur do dni.

Pri tej reakciji tiosečnina deluje kot katalizator, ki pospešuje napredovanje reakcije. Zaradi visoke reakcijske temperature lahko pride do tvorbe C-C vezi. Končni proizvedeni produkt je 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid.

Korak 3: Hlajenje in kristalizacija:

Po končani reakciji ohladite reakcijsko raztopino na sobno temperaturo ali nizko temperaturo in nadaljujte s kristalizacijo. Kristalizacijo produkta lahko sprožimo s počasnim dodajanjem ustreznih topil (kot so etanol ali etrska topila). Med postopkom kristalizacije se produkti oborijo iz raztopine v trdni obliki.

4. korak: Čiščenje in sušenje:

Centrifugirajte ali filtrirajte kristalizirani produkt, da ločite trdne produkte. Po ločitvi lahko izdelek operemo z ustreznimi topili, da odstranimo nečistoče. Nazadnje smo produkt posušili pod ustreznimi pogoji, da smo pridobili -2-bromo-3-piridin karboksaldehid visoke čistosti.

2. Knoevenagelova kondenzacijska reakcija:

Formula kemijske reakcije je naslednja:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

V tej reakciji acilne in karboksilne skupine tvorijo vez C-C s kondenzacijsko reakcijo. Končni proizvedeni produkt je 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid.

Posebni koraki so naslednji:

Korak 1: 2-bromopiridin in malonsko kislino (reprezentativna karboksilna kislina) raztopite v ustreznem organskem topilu. Etanol je pogosto uporabljeno topilo.

2. korak: dodajte alkalni katalizator, kot je trietilamin, da pospešite reakcijo kondenzacije.

Korak 3: Segrejte raztopino in vodite reakcijo pri ustrezni temperaturi. Običajno uporabljena reakcijska temperatura je 80-100 stopinj Celzija.

Korak 4: Ko je reakcija končana, ohladite raztopino in opravite nakisanje, da ustvarite ciljni produkt 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid.

5. korak: Očistite in kristalizirajte produkt, da dobite spojino visoke-čistosti.

To sta le dve običajni metodi, obstaja pa še veliko drugih metod sinteze 3-piridinkarboksaldehida, 2-bromo-. Opozoriti je treba, da ima vsaka metoda sinteze svoje specifične prednosti in uporabnost ter jo je treba prilagoditi in optimizirati glede na specifično situacijo v dejanskem obratovanju.

► Sinteza zaviralca kinaze za zdravljenje raka

1) Ozadje

Zaviralci kinaze so razred ciljnih zdravil proti raku, ki blokirajo aktivnost protein kinaz, encimov, ki sodelujejo pri celični signalizaciji in proliferaciji. Ogrodje-na osnovi piridina so pogoste pri oblikovanju zaviralcev kinaze zaradi svoje sposobnosti posnemanja mest za vezavo-ATP. Raziskovalci v farmacevtskem podjetju so skušali razviti nov zaviralec, ki cilja na receptor epidermalnega rastnega faktorja (EGFR), kinazo, ki je prekomerno izražena pri številnih oblikah raka.

2) Cilj

Sintetizirajte -izvedeno spojino iz piridina z visoko močjo in selektivnostjo za EGFR z uporabo 2-bromo-3-piridinkarboksaldehida kot ključnega intermediata.

3) Eksperimentalni pristop

Sinteza osnovne strukture:

2-bromo-3-piridinkarboksaldehid je reagiral z anilinom v etanolu pod refluksom, da je s kondenzacijo nastal iminski intermediat.

Imin smo reducirali z natrijevim borohidridom (NaBH4), da smo dobili 2-bromo-N-fenilpiridin-3-amin, kritični gradnik za nadaljnjo funkcionalizacijo.

Reakcija navzkrižne-sklopke:

Atom broma na položaju 2- je bil podvržen sklopitvi Suzuki-Miyaura z derivatom borove kisline (4-fluorofenilboronska kislina) v prisotnosti paladijevega(II) acetata (Pd(OAc)₂) in liganda (trifenilfosfina).

Ta korak je uvedel fluorofenilno skupino, kar je povečalo lipofilnost in vezavno afiniteto.

Končna sprememba:

Aldehidno skupino smo oksidirali v karboksilno kislino z uporabo Jonesovega reagenta (kromova kislina v žveplovi kislini), pri čemer smo dobili ciljno spojino: N-(4-fluorofenil)-2-(4-fluorofenil)piridin-3-karboksamid.

4) Rezultati

Donos: 72 % v treh korakih.

Biološka aktivnost:

Spojina je zavirala aktivnost EGFR kinaze z IC50 12 nM v encimskih testih.

Študije in vitro na rakavih celicah A431 (čezmerno izražajo EGFR) so pokazale GI₅₀ (zaviranje rasti) 0,8 μM.

Selektivnost: Spojina je pokazala 50--kratno selektivnost v primerjavi z drugimi kinazami (npr. VEGFR, CDK2), kar je zmanjšalo netarčno toksičnost.

5) Posledice

Ta primer prikazuje, kako 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid omogoča hitro sestavljanje kompleksnih inhibitorjev kinaze. Njegove aldehidne in bromove skupine zagotavljajo ortogonalno reaktivnost za zaporedno funkcionalizacijo, strategijo, ki je zdaj široko sprejeta v medicinski kemiji.

►Funkcionalizacija grafenovega oksida za izboljšane kompozitne materiale

1) Ozadje

Grafenov oksid (GO) je zaradi svoje visoke mehanske trdnosti in električne prevodnosti priljubljen ojačitveni material v polimernih kompozitih. Vendar pa hidrofilna narava GO omejuje njegovo disperzijo v ne-polarnih polimerih. Raziskovalci so poskušali kemično spremeniti GO z uporabo 2-bromo-3-piridinkarboksaldehida, da bi izboljšali združljivost z epoksi smolami.

2) Cilj

Kovalentno cepite 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid na GO in ocenite toplotne in mehanske lastnosti kompozita.

3) Eksperimentalni pristop

Spremembe GO:

GO smo dispergirali v dimetilformamidu (DMF) in 2 uri obdelovali z ultrazvokom.

Dodali smo 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid (5 ekv.) in natrijev hidroksid (NaOH, 10 ekv.), kar je sprožilo nukleofilno substitucijsko reakcijo med epoksidnimi skupinami GO in -ogljikom aldehida.

Kompozitna izdelava:

Modificirani GO (GO-Py) smo zmešali z epoksi smolo (diglicidil eter bisfenola A, DGEBA) in trdilcem (trietilen tetramin, TETA).

Zmes smo utrjevali pri 120 stopinjah 4 ure, da je nastal kompozitni film.

Značilnosti:

Toplotno stabilnost smo ocenili s termogravimetrično analizo (TGA).

Mehanske lastnosti so bile izmerjene z nateznim testiranjem.

4) Rezultati

Učinkovitost cepljenja: Infrardeča spektroskopija s Fourier-transformacijo (FTIR) je potrdila prisotnost piridinskih obročev na GO-Py.

Toplotna stabilnost:

Začetna temperatura razgradnje kompozita se je v primerjavi z nemodificiranim GO/epoksi zvišala za 35 stopinj.

Mehanske lastnosti:

Natezna trdnost se je izboljšala za 22 %, s 45 MPa (nemodificirana) na 55 MPa (GO-Py).

Raztezek ob pretrganju se je povečal za 15%, kar kaže na boljšo porazdelitev napetosti.

5) Posledice

Ta primer ponazarja, kako lahko 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid premosti anorganske nanomateriale in organske polimere. Aromatičnost piridinskega obroča je izboljšala medfazno adhezijo, načelo, ki se uporablja za druge 2D materiale, kot je molibdenov disulfid (MoS₂).

► Biokonjugacija za označevanje beljakovin

1) Ozadje

Označevanje proteinov-za določeno mesto je bistvenega pomena za preučevanje delovanja proteinov, razvoj diagnostike in ustvarjanje bioterapevtikov. Aldehidna skupina v 2-bromo-3-piridinkarboksaldehidu lahko reagira z ostanki lizina v proteinih preko reduktivne aminacije in tvori stabilne kovalentne vezi.

2) Cilj

Označite N-konec zelenega fluorescentnega proteina (GFP) z 2-bromo-3-piridinkarboksaldehidom in ocenite učinkovitost označevanja.

3) Eksperimentalni pristop

Reakcija konjugacije:

Rekombinantni GFP (1 mg/mL) smo inkubirali z 2-bromo-3-piridinkarboksaldehidom (10 ekv.) v fosfatnem pufru (pH 7,4) 2 uri pri sobni temperaturi.

Dodali smo natrijev cianoborohidrid (NaBH3CN, 5 ekv.), da reduciramo iminski intermediat v stabilen amin.

Čiščenje:

Konjugat smo očistili z -ekskluzijsko kromatografijo (SEC).

Značilnosti:

Učinkovitost označevanja je bila kvantificirana z UV-Vis ​​spektroskopijo (absorbanca pri 280 nm za beljakovine, 340 nm za piridin).

Intenzivnost fluorescence je bila izmerjena za oceno aktivnosti GFP po-označevanju.

4) Rezultati

Učinkovitost označevanja: 85 % molekul GFP je bilo konjugiranih, kar je bilo ugotovljeno z absorbanco piridina.

Zadrževanje fluorescence: konjugat je ohranil 92 % naravne fluorescence GFP, kar kaže na minimalno strukturno motnjo.

Masna spektrometrija: ESI-MS je potrdila povečanje mase za 185 Da (skladno z enim piridinkarboksaldehidnim delom na GFP).

5) Posledice

Ta študija dokazuje uporabnost 2-bromo-3-piridinkarboksaldehida pri biokonjugaciji. Zaradi svoje majhnosti in reaktivnosti je boljše od večjih fluorescentnih barvil, ki pogosto motijo ​​delovanje beljakovin. Podobne strategije se zdaj uporabljajo za označevanje protiteles za imunohistokemijo.

2-bromo-3-piridinkarboksaldehid je bromirana aldehidna spojina, ki vsebuje piridinski obroč, z molekulsko formulo C ₆ H ₄ BrNO in molekulsko maso 186. Položaj 2 piridinskega obroča v njegovi strukturi je nadomeščen z atomom broma, položaj 3 pa je povezan z aldehidno skupino, kar mu daje edinstvene kemijske lastnosti. Kot intermediat organske sinteze se pogosto uporablja v raziskavah in razvoju zdravil, sintezi pesticidov in na področjih znanosti o materialih. Na primer, pri sintezi zdravil lahko aldehidna skupina sodeluje v kondenzacijskih reakcijah za konstrukcijo heterocikličnega skeleta, medtem ko lahko atom broma uvede funkcionalne skupine s substitucijskimi reakcijami, kar zagotavlja prožnost za načrtovanje molekule zdravila.

 

Stik s kožo: Neposreden stik lahko povzroči pordelost kože, srbenje, mehurje in v hujših primerih kontaktni dermatitis.
Mehanizem: Aldehidne skupine se kovalentno vežejo z amino skupinami v kožnih beljakovinah, da tvorijo Schiffove baze, kar moti funkcijo kožne pregrade; Prisotnost atomov broma lahko poveča njegovo lipofilnost in pospeši prodiranje v epidermalno plast.
Stik z očmi: Močno draženje oči, ki se kaže kot kongestija veznice, solzenje, fotofobija in celo poškodba epitelija roženice.
Mehanizem: Aldehidne skupine reagirajo z beljakovinami roženice in povzročijo denaturacijo beljakovin, medtem ko lahko atomi broma sprožijo reakcije oksidativnega stresa in poškodujejo celice roženice.

 

Draženje dihal: Vdihavanje hlapov ali prahu lahko povzroči draženje nazofarinksa, kašelj in težave z dihanjem. Dolgotrajna izpostavljenost lahko sproži astmo ali kronično obstruktivno pljučno bolezen (KOPB). Aldehidne skupine se vežejo na beljakovine v epitelijskih celicah respiratorne sluznice in porušijo celovitost sluznice; Atomi broma lahko sprožijo vnetne reakcije s proizvodnjo reaktivnih kisikovih spojin (ROS).

 

Reakcije prebavnega sistema: slabost, bruhanje, bolečine v trebuhu, driska, v hudih primerih lahko pride do krvavitev iz prebavil ali poškodb jeter. Neposredni korozivni učinek aldehidnih skupin na sluznico prebavil, kot tudi stimulacija prebavil z vodikovim bromidom, ki nastane pri presnovi bromovih atomov v telesu; Jetra, kot glavni presnovni organ, imajo lahko zaradi oksidativnega stresa povišane ravni transaminaz.
Akutna zastrupitev: Omotičnost, utrujenost, zamegljena zavest, v hujših primerih koma, krči in celo odpoved dihanja in krvnega obtoka. Aldehidne skupine motijo ​​prevodnost živcev z vezavo na receptorje nevrotransmiterjev; Atomi broma lahko zavirajo mitohondrijsko dihalno verigo, kar vodi do motenj presnove celične energije.

Priljubljena oznake: 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid cas 128071-75-0, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, veleprodaja, nakup, cena, razsuto, za prodajo