3-Bróm-izonikotinsavegy C6H4BrNO2 molekulaképletű és 202,01 g/mol molekulatömegű szerves vegyület. Általában sárga vagy fehér kristályos por formájában feloldható néhány szerves oldószerben, például etanolban, dimetil-szulfoxidban és kloroformban. Szobahőmérsékleten szilárd állapotban van. A vízben való oldhatóság viszonylag alacsony, körülbelül 0,5 g/l. Szerves oldószerekben, például etanolban és dimetil-szulfoxidban azonban jól oldódik. Ez az oldhatósági jellemző kulcsfontosságú a termékek elkészítéséhez és kezeléséhez. Képes elnyelni és kibocsátani a fényt az UV látható spektrum tartományán belül.
Különböző fokú fluoreszcenciát mutathat, és fluoreszcens tulajdonságai szubsztituens csoportok bevitelével megváltoztathatók. A molekulaszerkezet olyan funkciós csoportokat tartalmaz, mint a benzolgyűrű, a piridingyűrű és a karboxilcsoport. Ezek a funkciós csoportok változatos reakcióképességgel és tulajdonságokkal ruházzák fel őket, így nagy rugalmasságot biztosítanak az előkészítés és az alkalmazás során. Piridingyűrűkkel és karbonsav funkciós csoportokkal rendelkezik, amelyek ligandumként szolgálhatnak fémkomplexekhez. Fémionokkal stabil komplexeket képez, és fontos szerepet játszik a katalitikus reakciókban. Ezek a fémkomplexek olyan területeken alkalmazhatók, mint a katalizátorok, fluoreszcens szondák és az anyagtudomány.
|
Kémiai képlet |
C6H4BrNO2 |
|
Pontos mise |
201 |
|
Molekulatömeg |
202 |
|
m/z |
201 (100.0%), 203 (97.3%), 202 (6.5%), 204 (6.3%) |
|
Elemelemzés |
C, 35,68; H 2,00; Br 39,56; N, 6,93; O 15,84 |
A 3-bróm-izopinsav molekulaképlete C6H4BrNO2, amely funkciós csoportokat, például benzolgyűrűt, piridingyűrűt és karboxilcsoportot tartalmaz. A szénkötés szerkezetének elemzése a következő:
Szénkötések a benzolgyűrűben:
A 3-bróm-izopinsav benzolgyűrűjében összesen 6 szénatom kapcsolódik körkörös szerkezetet alkotva. Mindegyik szénatom két szomszédos szénatom között jön létre a σ kulcsban. Ezek a szénkötések kovalens kötések, amelyek két elektronpár megosztásával jönnek létre. Mivel a benzolgyűrű aromás tulajdonságokkal rendelkezik, szén-szén kötések léteznek konjugált rendszerekben. A konjugált π elektronok szabadon mozoghatnak az egész gyűrűben, stabilizálják a benzolgyűrűt és egyedülálló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek.
Szénkötések a piridingyűrűben:
A 3-bróm-izopinsav szerkezete egy piridingyűrűt is tartalmaz, amely egy nitrogénatomból és négy szénatomból áll. A nitrogénatom két szomszédos szénatommal szigma kötést, egy hidrogénatommal pedig hidrogénkötést hoz létre. A piridingyűrűben lévő szén-szénkötés szintén konjugált rendszert mutat, hasonlóan a benzolgyűrűhöz. A piridingyűrűben lévő magányos elektronpárok miatt kémiai reakciókban elektrofil reagensként használható.
Szénkötések karboxilcsoportokban:
A 3-bróm-izopinsav szerkezete karboxilcsoportot (-COOH) is tartalmaz. A karboxilcsoport szénatomja a karboxilcsoport oxigénatomjával, míg a másik oxigénatom poláris kötést képez a karboxilcsoport hidrogénatomjával. Ez a szén-oxigén kötés nagy polaritású, és a savas vegyületek jellemzője.
|
|
|
1. Gyógyszerészeti köztes termékek: tuberkulózis elleni-és fertőzés elleni szerek
Az izonikotinsav származékaként3-bróm-izonikotinsavkritikus előfutárként szolgál a{0}}tuberkulózis elleni szerek számára. Karboxilcsoportja kondenzálva amidokat, hidrazidokat és más származékokat képezhet, amelyek nagymértékben fokozzák a tuberkulózis elleni -aktivitást és a gyógyszerrezisztencia gátlásának képességét. A brómatom olyan kapcsolási reakciókon keresztül aril- és heterociklusos csoportokat tud bevinni, mint a Suzuki és a Heck, lehetővé téve az új generációs kinolon antibakteriális és gombaellenes szerek előállítását, javított farmakokinetikai tulajdonságokkal.
Ezenkívül az It származékai kiváló teljesítményt mutatnak-tumorellenes gyógyszerfejlesztésben. A tirozin-kináz-inhibitorok és HDAC-inhibitorok alapvető építőköveiként működnek, a sejtciklusok és az apoptotikus útvonalak szabályozásával elnyomják a tumorproliferációt.
2. Szerves szintézis: Heterociklus-konstrukció és katalitikus építőelemek
Sokoldalú építőelem a heterociklusos előállításhoz. A brómatom könnyen részt vesz a nukleofil szubsztitúciós, fémezési és keresztkapcsolási reakciókban, míg a karboxilcsoport aktív csoportokká, így észterekké, amidokká és savkloridokká alakítható.
Széles körben használják kondenzált heterociklusok, például piridopirimidinek és piridoimidazolok előállítására, valamint természetes termékek teljes előállításában és gyógyszermolekula-könyvtárak létrehozásában. A katalitikus kémiában ligandum-prekurzorként funkcionálhat komplexek kialakítására fémekkel, például palládiummal és rézzel. Ezeket a komplexeket alkalmazzák a C-H aktiválásban, az aszimmetrikus katalízisben és más reakciókban a katalitikus hatékonyság és szelektivitás javítására.
3. Anyagtudomány: Funkcionális polimerek és optoelektronikai anyagok
Polikondenzációval polimerizálható piridint{0}} tartalmazó funkcionális polimerek, például poliamidok, poliészterek és konjugált polimerek előállítására, amelyek kiemelkedő hőstabilitással, mechanikai szilárdsággal és optoelektronikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Származékai szerves fény{2}}kibocsátó dióda (OLED) anyagként és fluoreszcens szondákként használhatók. A piridingyűrű konjugált szerkezete hatékony lumineszcenciát és specifikus molekuláris felismerést tesz lehetővé. Ezen túlmenően fém -organic framework (MOF) előállítására is alkalmazzák. Szerves ligandumként működik, és a fémionokkal koordinálva porózus anyagokat hoz létre, amelyek gázadszorpciós, katalízises és folyamatos gyógyszerfelszabadulási funkciókkal rendelkeznek.
4. Agrokémia: Növénynövekedés-szabályozók és peszticidek
Származékai növényi növekedést szabályozó aktivitást mutatnak. Szabályozzák a fitohormonok, köztük az auxinok és a gibberellinek egyensúlyát, hogy fokozzák a termésnövekedést és a stresszállóságot. Eközben ez a vegyszer peszticid közbenső termékként működik nagy-hatékonyságú és alacsony- mérgező gyomirtó, rovarirtó és gombaölő szerek előállításához. Ezek a termékek azáltal fejtik ki hatásukat, hogy megzavarják a kártevők idegrendszerét és a kórokozó baktériumok anyagcsereútjait, környezetbarátak és alacsony a gyógyszerrezisztencia kockázata.
I. Fő ipari szintézis módszer: 3-bróm-4-metil-piridin oxidációja
Jelenleg a gyártás meghatározó ipari folyamata3-bróm-izonikotinsava 3-bróm-4-metil-piridin oxidációja. Ez az érett út nagy reakciószelektivitással, kevés melléktermékkel és kiváló terméktisztasággal rendelkezik, és teljes mértékben alkalmazható nagyüzemi kereskedelmi termelésben.
Az egész folyamat két fő szakaszból áll: a brómozott prekurzor előállítása és a metilcsoport karboxilcsoporttá történő oxidációja, enyhe reakciókörülmények és kiváló irányíthatóság mellett.
Az első szakasz a prekurzor szintézis. Alacsony-költségű és könnyen elérhető 4-metil-piridint használva kiindulási anyagként és folyékony brómot brómozószerként, a helyspecifikus brómozást állandó hőmérsékletű reflux mellett végezzük. A bróm adagolási arányának és a reakcióhőmérsékletnek a szabályozásával a piridingyűrű más helyzeteiben a nem kívánt brómozás elnyomódik, így maximalizálva a 3-brómozott termék hozamát.
A reakció befejeződése után az elegyet szobahőmérsékletre hűtjük, és jeges vízzel leállítjuk. A rendszer semlegesítésére nátrium-hidroxid oldatot adunk hozzá. Ezt követően etil-acetáttal többszöri extrakciót, vízmentes nátrium-szulfát feletti szárítást és vákuumdesztillációt hajtunk végre, így nagy tisztaságú 3-bróm-4-metil-piridint kapunk. Ennek a lépésnek a hozama folyamatosan 60% felett marad.
A második szakasz a katalitikus oxidáció. A tisztított 3-bróm-4-metil-piridint ionmentesített vízben oldjuk, majd kobalt-réz kompozit katalizátort adunk hozzá. Az elegyet 85-90 fokra melegítjük, és folyamatosan atmoszférikus nyomású oxigént vezetünk be az oxidáció lebonyolítására, amely a piridingyűrűn lévő metilcsoportot szelektíven karboxilcsoporttá alakítja.
A reakció után a szilárd katalizátort forró szűréssel eltávolítjuk, így tiszta szűrletet kapunk. A szűrletet lassan enyhén savasra állítjuk, ami nagy mennyiségű fehér nyers szilárd anyag kicsapódását eredményezi. A nyersterméket tovább tisztítjuk acetonból történő átkristályosítással, és vákuumban szárítjuk a szennyeződések eltávolítása érdekében, így nagy tisztaságú terméket kapunk. Ennek az oxidációs lépésnek a kitermelése körülbelül 88%. Az eljárás összhozama és terméktisztasága teljes mértékben megfelel az ipari termelési szabványoknak.
II. Kiegészítő szintetikus módszerek laboratóriumi használatra
A kis{0}}laboratóriumi előkészítéshez általában két egyszerű szintetikus módszert alkalmaznak. Az első az izonikotinsav közvetlen brómozása. Az N-bróm-szukcinimidet (NBS) enyhe brómozószerként használják, és a reakció szobahőmérsékleten, savas oldószerrendszerben megy végbe.
Ez a módszer egyszerű működést és alapfelszereltséget igényel, de nem mutat regioszelektivitást, és hajlamos polibrómozott melléktermékek-termelésére, ami nehézkes tisztítást és 40% alatti hozamot eredményez. Csak előzetes kísérleti kutatásra alkalmas.
A második módszer az alacsony hőmérsékletű{0}}lítáció és a karboxilezés. A 3-brómpiridinből kiindulva helyspecifikus lítiációt hajtanak végre ultraalacsony hőmérsékleten erős bázisú butil-lítiummal, majd szén-dioxid bevezetésével karboxilezést.
Ez az út kevesebb lépésből áll, de drága reagenseket és zord reakciókörülményeket igényel, alacsony hibatűréssel. Csupán kis mennyiségű, nagy-tisztaságú minták készítésére használják, és nem adaptálható ipari termelésre.
A kutatás és fejlesztés a3-bróm-izonikotinsavszázadi izonikotinsav{0}}alapú heterociklusos vegyszerek szisztematikus vizsgálatából eredt. Az 1900-as évek elején sikeresen szintetizálták az izonikotinsavat. Felfedezték figyelemreméltó biológiai aktivitásait, így a tuberkulózis elleni gyógyszerek kifejlesztésének központi támasztékává vált, és a piridin-karbonsav-származékok kutatási fellendülését váltotta ki.
A gyógyszerészeti és kémiai technológiák fejlődésével a kutatók azt találták, hogy az érintetlen izonikotinsav korlátozott szerkezeti stabilitástól és kevés származékképző helytől szenved, ami nem felelt meg az új gyógyszerek K+F követelményeinek.
Ennek megfelelően erőfeszítéseket tettek a piridingyűrű módosítására halogénszubsztitúcióval, hogy optimalizálják a vegyi anyag biológiai aktivitását és kémiai stabilitását.
Az 1960-as években a kutatók először kísérelték meg az izonikotinsavat brómozással módosítani, ezzel hivatalosan elindítva ezzel a célzott kutatást. A korai szakaszban csak az előzetes szintézist sikerült elérni. Az éretlen folyamat a brómozási reakció gyenge regioszelektivitásához, bőséges melléktermékekhez, valamint rendkívül alacsony terméktisztasághoz és hozamhoz vezetett. A vegyszert csak nyomokban tudták előállítani laboratóriumi felhasználásra, tulajdonságainak és felhasználási területeinek további kutatása korlátozott volt. Az 1970-es évektől az 1980-as évekig a szerves szintézis technológiái folyamatosan korszerűsödtek.
A kutatók felhagytak a közvetlen brómozási módszerrel, és kifejlesztettek egy szintetikus utat a prekurzor oxidáción keresztül, amely nagymértékben javította a termék tisztaságát és hozamát, és lehetővé tette annak stabil előállítását.
Az 1990-es évek után a kereszt-csatolási katalízis technológia kifejlődése teljesen felszabadította a származékképzési lehetőségeket. A 21. század óta, a biomedicina és a funkcionális anyagok gyors növekedése miatt, mélyreható tanulmányok folytak róla, mint sokoldalú heterociklusos építőelemről. Mára a finom vegyészet és a gyógyszergyártás egyik kulcsfontosságú köztes termékévé vált.
Molekulája három fő reakcióképes szerkezetet tartalmaz: egy piridingyűrűt, egy brómatomot a 3-as helyzetben és egy karboxilcsoportot a 4-es helyzetben. Magas kémiai reakcióképességgel rendelkezik, és funkcionális csoportjai a klasszikus szerves reakciók széles skáláján mennek keresztül.
A karboxilcsoport a karbonsavak általános tulajdonságait mutatja. Savak vagy kondenzálószerek által katalizált észterezésen és amidáláson mehet keresztül, és redukálószerekkel, például lítium-alumínium-hidriddel hidroxi-metilré redukálható. Viszonylag erős savassága mellett lúgokkal semlegesíthető, vizes és alkoholos oldatokban sókká alakítható.
A gyűrűhöz -kötött brómatom kulcsfontosságú reaktív helyként szolgál. Részt vesz a palládium-katalizált Suzuki-kapcsolásban és a Buchwald-Hartwig-aminálásban, és nukleofil csoportokkal is helyettesíthető, beleértve a ciano- és alkiltio-csoportokat. Ezért széles körben használt építőelem a többszörösen szubsztituált piridin-származékok szintézisében.
A piridingyűrű nitrogénatomja gyenge lúgosságú, és szervetlen savakkal sókat képezhet. A piridingyűrű általános elektronsűrűsége alacsony, ezért érzékeny az elektrofil szubsztitúciós reakciókra, például a nitrációra és a másodlagos halogénezésre.
Ez a vegyszer jó kémiai stabilitást tart fenn szilárd állapotban szobahőmérsékleten. Száraz, zárt és sötét környezetben tárolva tisztasága néhány hónapon belül nem csökken nyilvánvalóan. Mérsékelt hőállósággal rendelkezik, és ritkán bomlik le az olvadási hőmérsékleti tartományon belül. Azonban a hosszan tartó, magas hőmérsékleten történő melegítés fokozatosan debrómozást és dekarboxilezést okoz, ami piridin-alapú melléktermékeket eredményez.
Gyenge savakkal és gyenge bázisokkal szemben ellenálló, alapszerkezete szobahőmérsékleten híg savak és gyenge bázisok hatására érintetlen marad. Mindazonáltal a koncentrált erős lúgok vagy a magas hőmérsékletű, erősen lúgos körülmények hajlamosak a brómatom hidrolízisére, míg a tömény erős savakban történő tartós visszafolyatás dekarboxilációhoz vezet.
A vegyszer fényérzékeny. Az ultraibolya fénynek vagy a napfénynek való hosszú távú kitettség
Ezenkívül hajlamos reagálni erős oxidálószerekkel és erős redukálószerekkel, és az ilyen anyagokkal való együtt{0}}tárolás felgyorsítja az elhasználódást. Szobahőmérsékleten stabilan oldódik a szokásos szerves oldószerekben, beleértve a metanolt, a DMF-et és a DMSO-t, de lassú lebomlás továbbra is előfordul, ha az oldatot hosszabb ideig melegítik.
GYIK
1. Melyek a 3-bróm-izonsav főbb kémiai tulajdonságai?
+
-
Kettős reakciókészséget mutat a karbonsav és a halogénezett aromás szénhidrogének között. A karboxilcsoport észtereket és amidokat képezhet, a brómatom pedig részt vehet nukleofil szubsztitúcióban és fém{1}}katalizált kapcsolási reakciókban.
2. Hogyan tárolják általában?
+
-
Zárt edényben, hűvös, száraz és sötét helyen kell tárolni. A kémiai stabilitás megőrzése és a bomlás megelőzése érdekében a hőmérsékletet 2 és 8 Celsius fok között javasolt tartani.
3. Mi a bróm atom fő szerepe a szintézisben?
+
-
A bróm atom pozicionáló és aktiváló funkciós csoportként működik, megkönnyítve más csoportok bejutását kapcsolási reakciókon keresztül (például Suzuki, Buchwald{0}}Hartwig), ezáltal lehetővé téve összetett molekulaszerkezetek hatékony felépítését.
Népszerű tags: 3-bróm-izonikotinsav cas 13959-02-9, beszállítók, gyártók, gyár, nagykereskedelem, vétel, ár, ömlesztve, eladó