2-Brom-3-pyridinkarboxaldehyd CAS 128071-75-0

2-Brom-3-pyridinkarboxaldehyd(3-Pyridinkarboxaldehyd, 2-brom-), chemický vzorec: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, molekulová hmotnost: 186,01 g/mol. Je to pevná látka, obvykle ve formě bílého nebo téměř bílého krystalického prášku. Má určitou rozpustnost v některých běžných organických rozpouštědlech (jako je dichlormethan, ether, methanol, ethanol atd.). Pamatujte však, že jeho rozpustnost se může lišit v závislosti na teplotě, rozpouštědlech a dalších faktorech. Jako důležitá organická sloučenina má širokou škálu aplikací a použití. Hraje důležitou roli v oblasti syntézy léčiv, syntézy pesticidů, koordinační chemie a organických optoelektronických materiálů. Prostřednictvím syntézy a funkcionalizace lze získat sloučeniny se specifickými strukturami a vlastnostmi, které splňují potřeby různých oborů a aplikací.

Molekulární vlastnosti

2-Brom-3-pyridinkarboxaldehyd se skládá z šestičlenného pyridinového kruhu (aromatického heterocyklu obsahujícího dusík) se dvěma substituenty:

Brom (Br): Skupina přitahující silné elektrony-, která aktivuje pyridinový kruh pro nukleofilní substituční reakce (např. Suzuki, Heck nebo Buchwald-Hartwigova vazba).

Aldehyd (-CHO): Vysoce reaktivní funkční skupina, která se účastní kondenzačních reakcí (např. tvorba iminu, redukční aminace) a oxidačních/redukčních procesů.

Reakční cesty

Reaktivita sloučeniny pramení ze souhry mezi jejími dvěma funkčními skupinami:

Nukleofilní aromatická substituce (SNAr): Atom bromu může být nahrazen nukleofily (např. aminy, thioly nebo boronovými kyselinami) za bazických podmínek, což umožňuje zavedení různých substituentů.

Kondenzační reakce: Aldehydová skupina reaguje s primárními aminy za vzniku iminů, které lze redukovat na sekundární aminy pomocí redukčních činidel, jako je borohydrid sodný (NaBH4).

Oxidace/redukce: Aldehyd může být oxidován na karboxylovou kyselinu (použitím Jonesova činidla) nebo redukován na alkohol (použitím NaBH4).

Křížové-kopulační reakce: Atom bromu se účastní palladiem-katalyzovaných vazeb (např. Suzuki, Sonogashira) za vzniku uhlíkových-uhlíkových nebo uhlíkových-heteroatomových vazeb.

Tyto dráhy dělají z 2-brom-3-pyridinkarboxaldehydu základní kámen ve vícestupňových syntézách, kde je vyžadována sekvenční funkcionalizace.

Je to složitá organická sloučenina, kterou lze syntetizovat různými cestami.

1. Hantzschova metoda syntézy pyridinu:

Vzorec chemické reakce je následující:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄Brno

Toto je běžně používaná metoda pro syntézu 2-brom-3-pyridinkarboxaldehidu se specifickými kroky:

Krok 1: Připravte reaktanty:

Smíchejte 2-brompyridin a malononitril v molárním poměru 1:2 a přidejte thiomočovinu jako katalyzátor. Množství reaktantů lze upravit podle potřeby.

Krok 2: Průběh reakce:

Přidejte reaktanty získané mícháním v kroku 1 do reakční baňky a pokračujte v reakci za vhodných reakčních podmínek. Reakční teplota je obvykle mezi 150 a 200 stupni Celsia a lze použít proud suchého dusíku za podmínek -bez rozpouštědla. Reakční doba závisí na konkrétních experimentálních podmínkách, obvykle se pohybuje v rozmezí hodin až dnů.

Při této reakci působí thiomočovina jako katalyzátor, který podporuje průběh reakce. V důsledku vysoké reakční teploty může dojít k vytvoření vazeb C-C. Konečným vyrobeným produktem je 2-brom-3-pyridinkarboxaldehid.

Krok 3: Chlazení a krystalizace:

Po dokončení reakce se reakční roztok ochladí na teplotu místnosti nebo na nízkou teplotu a pokračuje se v krystalizaci. Krystalizace produktu může být vyvolána pomalým přidáváním vhodných rozpouštědel (jako je ethanol nebo etherová rozpouštědla). Během procesu krystalizace se produkty vysrážejí z roztoku v pevné formě.

Krok 4: Čištění a sušení:

Vykrystalizovaný produkt se odstředí nebo filtruje, aby se oddělily pevné produkty. Po separaci může být produkt promyt vhodnými rozpouštědly, aby se odstranily nečistoty. Nakonec byl produkt sušen za vhodných podmínek, aby se získal vysoce čistý 2-brom-3-pyridinkarboxaldehid.

2. Knoevenagelova kondenzační reakce:

Vzorec chemické reakce je následující:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄Brno

Při této reakci tvoří acylové a karboxylové skupiny vazbu C-C prostřednictvím kondenzační reakce. Konečným vyrobeným produktem je 2-brom-3-pyridinkarboxaldehid.

Konkrétní kroky jsou následující:

Krok 1: Rozpusťte 2-brompyridin a kyselinu malonovou (reprezentativní karboxylová kyselina) ve vhodném organickém rozpouštědle. Ethanol je běžně používané rozpouštědlo.

Krok 2: přidejte alkalický katalyzátor, jako je triethylamin, aby se podpořila kondenzační reakce.

Krok 3: Zahřejte roztok a proveďte reakci při vhodné teplotě. Běžně používaná reakční teplota je 80-100 stupňů Celsia.

Krok 4: Po dokončení reakce se roztok ochladí a podstoupí okyselení, aby se vytvořil cílový produkt 2-brom-3-pyridinkarboxaldehid.

Krok 5: Čistěte a krystalizujte produkt, abyste získali sloučeninu s vysokou -čistotou.

Toto jsou pouze dvě běžné metody a existuje mnoho dalších metod syntézy 3-pyridinkarboxaldehydu, 2-brom-. Je třeba poznamenat, že každá metoda syntézy má své specifické výhody a použitelnost a je třeba ji upravit a optimalizovat podle konkrétní situace v reálném provozu.

► Syntéza inhibitoru kinázy pro léčbu rakoviny

1) Pozadí

Inhibitory kináz jsou třídou cílených protirakovinných léků, které blokují aktivitu proteinkináz, enzymů zapojených do buněčné signalizace a proliferace. Scafoldy založené na pyridinu-jsou běžné v designu inhibitorů kináz díky své schopnosti napodobovat místa vázající ATP-. Výzkumníci z farmaceutické společnosti se snažili vyvinout nový inhibitor zacílený na receptor epidermálního růstového faktoru (EGFR), kinázu nadměrně exprimovanou u mnoha druhů rakoviny.

2) Cíl

Syntetizujte sloučeninu -odvozenou od pyridinu s vysokou účinností a selektivitou pro EGFR s použitím 2-brom-3-pyridinkarboxaldehydu jako klíčového meziproduktu.

3) Experimentální přístup

Syntéza základní struktury:

2-Brom-3-pyridinkarboxaldehyd reagoval s anilinem v ethanolu pod zpětným chladičem za vzniku iminového meziproduktu prostřednictvím kondenzace.

Imin byl redukován pomocí borohydridu sodného (NaBH4) za vzniku 2-brom-N-fenylpyridin-3-aminu, kritického stavebního bloku pro další funkcionalizaci.

Křížová-vazba:

Atom bromu v poloze 2- podstoupil Suzuki-Miyaurovu kopulaci s derivátem kyseliny boronové (kyselina 4-fluorfenylboronová) v přítomnosti octanu palladnatého (Pd(OAc)2) a ligandu (trifenylfosfinu).

Tento krok zavedl fluorfenylovou skupinu, zvyšující lipofilitu a vazebnou afinitu.

Konečná úprava:

Aldehydová skupina byla oxidována na karboxylovou kyselinu pomocí Jonesova činidla (kyselina chromová v kyselině sírové), čímž byla získána cílová sloučenina: N-(4-fluorfenyl)-2-(4-fluorfenyl)pyridin-3-karboxamid.

4) Výsledky

Výtěžek: 72 % ve třech krocích.

Biologická aktivita:

Sloučenina inhibovala aktivitu EGFR kinázy s IC50 12 nM v enzymatických testech.

In vitro studie na rakovinných buňkách A431 (nadměrně exprimující EGFR) ukázaly GI50 (inhibici růstu) 0,8 uM.

Selektivita: Sloučenina vykazovala 50-násobnou selektivitu oproti jiným kinázám (např. VEGFR, CDK2), čímž se snížila toxicita mimo cíl.

5) Důsledky

Tento případ ukazuje, jak 2-brom-3-pyridinkarboxaldehyd umožňuje rychlé sestavení komplexních inhibitorů kináz. Jeho aldehydové a bromové skupiny poskytují ortogonální reaktivitu pro sekvenční funkcionalizaci, což je strategie nyní široce používaná v lékařské chemii.

►Funkcionalizace oxidu grafenu pro vylepšené kompozitní materiály

1) Pozadí

Oxid grafenu (GO) je oblíbený výztužný materiál v polymerních kompozitech díky své vysoké mechanické pevnosti a elektrické vodivosti. Hydrofilní povaha GO však omezuje jeho disperzi v -polárních polymerech. Výzkumníci se snažili chemicky upravit GO pomocí 2-brom-3-pyridinkarboxaldehydu, aby se zlepšila kompatibilita s epoxidovými pryskyřicemi.

2) Cíl

Kovalentně naroubujte 2-brom-3-pyridinkarboxaldehyd na GO a vyhodnoťte tepelné a mechanické vlastnosti kompozitu.

3) Experimentální přístup

Modifikace GO:

GO byl dispergován v dimethylformamidu (DMF) a sonikován po dobu 2 hodin.

Byl přidán 2-brom-3-pyridinkarboxaldehyd (5 ekv.) a hydroxid sodný (NaOH, 10 ekv.), čímž byla zahájena nukleofilní substituční reakce mezi epoxidovými skupinami GO a uhlíkem aldehydu.

Kompozitní výroba:

Modifikovaný GO (GO-Py) byl smíchán s epoxidovou pryskyřicí (diglycidylether bisfenolu A, DGEBA) a tvrdidlem (triethylentetramin, TETA).

Směs byla vytvrzována při 120 stupních po dobu 4 hodin za vzniku kompozitního filmu.

Charakterizace:

Tepelná stabilita byla hodnocena pomocí termogravimetrické analýzy (TGA).

Mechanické vlastnosti byly měřeny pomocí zkoušky tahem.

4) Výsledky

Účinnost roubování: Fourierova-transformační infračervená spektroskopie (FTIR) potvrdila přítomnost pyridinových kruhů na GO-Py.

Tepelná stabilita:

Teplota počátku degradace kompozitu se zvýšila o 35 stupňů ve srovnání s nemodifikovaným GO/epoxidem.

Mechanické vlastnosti:

Pevnost v tahu se zlepšila o 22 %, ze 45 MPa (neupraveno) na 55 MPa (GO-Py).

Prodloužení při přetržení se zvýšilo o 15 %, což ukazuje na lepší rozložení napětí.

5) Důsledky

Tento případ ilustruje, jak může 2-brom-3-pyridinkarboxaldehyd přemosťovat anorganické nanomateriály a organické polymery. Aromatita pyridinového kruhu zlepšila mezifázovou adhezi, princip aplikovatelný na jiné 2D materiály, jako je sulfid molybdenu (MoS2).

► Biokonjugace pro značení proteinů

1) Pozadí

Značení proteinů-pro konkrétní místo je nezbytné pro studium funkce proteinu, vývoj diagnostiky a vytváření bioterapeutik. Aldehydová skupina v 2-brom-3-pyridinkarboxaldehydu může reagovat s lysinovými zbytky v proteinech prostřednictvím redukční aminace za vzniku stabilních kovalentních vazeb.

2) Cíl

Označte N-konec zeleného fluorescenčního proteinu (GFP) pomocí 2-brom-3-pyridinkarboxaldehydu a vyhodnoťte účinnost značení.

3) Experimentální přístup

Konjugační reakce:

Rekombinantní GFP (1 mg/ml) byl inkubován s 2-brom-3-pyridinkarboxaldehydem (10 ekv.) ve fosfátovém pufru (pH 7,4) po dobu 2 hodin při teplotě místnosti.

Byl přidán kyanoborohydrid sodný (NaBH3CN, 5 ekv.) pro redukci iminového meziproduktu na stabilní amin.

Čištění:

Konjugát byl purifikován pomocí size{0}}vylučovací chromatografie (SEC).

Charakterizace:

Účinnost značení byla kvantifikována pomocí UV-Vis ​​spektroskopie (absorbance při 280 nm pro protein, 340 nm pro pyridin).

Intenzita fluorescence byla měřena za účelem posouzení aktivity GFP po-označení.

4) Výsledky

Účinnost značení: 85 % molekul GFP bylo konjugováno, jak bylo stanoveno absorbancí pyridinu.

Retence fluorescence: Konjugát si zachoval 92 % fluorescence nativního GFP, což ukazuje na minimální strukturální narušení.

Hmotnostní spektrometrie: ESI-MS potvrdila nárůst hmotnosti o 185 Da (v souladu s jednou pyridinkarboxaldehydovou skupinou na GFP).

5) Důsledky

Tato studie demonstruje užitečnost 2-brom-3-pyridinkarboxaldehydu v biokonjugaci. Díky své malé velikosti a reaktivitě je lepší než větší fluorescenční barviva, která často narušují funkci proteinu. Podobné strategie se nyní používají pro značení protilátek pro imunohistochemii.

2-Brom-3-pyridinkarboxaldehyd je bromovaná aldehydová sloučenina obsahující pyridinový kruh, s molekulovým vzorcem C ₆ H 4 BrNO a molekulovou hmotností 186. Poloha 2 pyridinového kruhu v jeho struktuře je nahrazena atomem bromu a poloha 3 je spojena s aldehydovou skupinou, což mu dává jedinečné chemické vlastnosti. Jako meziprodukt organické syntézy je široce používán ve výzkumu a vývoji léčiv, syntéze pesticidů a v oborech vědy o materiálech. Například při syntéze léčiv se aldehydová skupina může účastnit kondenzačních reakcí za účelem konstrukce heterocyklického skeletu, zatímco atom bromu může zavádět funkční skupiny prostřednictvím substitučních reakcí, což poskytuje flexibilitu pro návrh molekul léčiva.

 

Kontakt s kůží: Přímý kontakt může způsobit zarudnutí kůže, svědění, puchýře a ve vážných případech kontaktní dermatitidu.
Mechanismus: Aldehydové skupiny se kovalentně vážou s aminoskupinami v kožních proteinech za vzniku Schiffových bází, které narušují funkci kožní bariéry; Přítomnost atomů bromu může zvýšit jeho lipofilitu a podpořit penetraci do epidermální vrstvy.
Kontakt s očima: Silné podráždění očí, projevující se překrvením spojivky, slzením, fotofobií a dokonce poškozením epitelu rohovky.
Mechanismus: Aldehydové skupiny reagují s proteiny rohovky a způsobují denaturaci proteinů, zatímco atomy bromu mohou vyvolat reakce oxidačního stresu a poškodit buňky rohovky.

 

Podráždění dýchacích cest: Vdechování par nebo prachu může způsobit podráždění nosohltanu, kašel a potíže s dýcháním. Dlouhodobá expozice může vyvolat astma nebo chronickou obstrukční plicní nemoc (CHOPN). Aldehydové skupiny se vážou na proteiny v epiteliálních buňkách respirační sliznice a narušují integritu sliznice; Atomy bromu mohou vyvolat zánětlivé reakce produkcí reaktivních forem kyslíku (ROS).

 

Reakce trávicího systému: nevolnost, zvracení, bolesti břicha, průjem a ve vážných případech se může objevit gastrointestinální krvácení nebo poškození jater. Přímý korozivní účinek aldehydových skupin na gastrointestinální sliznici, stejně jako stimulace gastrointestinálního traktu bromovodíkem produkovaným metabolismem atomů bromu v těle; Játra jako hlavní metabolický orgán mohou zaznamenat zvýšené hladiny transamináz v důsledku oxidačního stresu.
Akutní otrava: Závratě, únava, rozmazané vědomí a v těžkých případech kóma, křeče a dokonce selhání dýchání a krevního oběhu. Aldehydové skupiny interferují s vedením nervů vazbou na receptory neurotransmiterů; Atomy bromu mohou inhibovat mitochondriální dýchací řetězec, což vede k poruchám buněčného energetického metabolismu.

Populární Tagy: 2-brom-3-pyridinkarboxaldehyd cas 128071-75-0, dodavatelé, výrobci, továrna, velkoobchod, nákup, cena, hromadné, na prodej