2-Bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd CAS 128071-75-0

2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd (3-Pirydynokarboksyaldehyd, 2-bromo-), wzór chemiczny: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, masa cząsteczkowa: 186,01 g/mol. Jest ciałem stałym, zwykle w postaci białego lub prawie białego krystalicznego proszku. Ma pewną rozpuszczalność w niektórych popularnych rozpuszczalnikach organicznych (takich jak dichlorometan, eter, metanol, etanol itp.). Należy jednak pamiętać, że jego rozpuszczalność może się różnić w zależności od temperatury, rozpuszczalników i innych czynników. Jako ważny związek organiczny ma szeroki zakres zastosowań i zastosowań. Odgrywa ważną rolę w dziedzinie syntezy leków, syntezy pestycydów, chemii koordynacyjnej i organicznych materiałów optoelektronicznych. Poprzez syntezę i funkcjonalizację można uzyskać związki o określonej strukturze i właściwościach, aby sprostać potrzebom różnych dziedzin i zastosowań.

Cechy molekularne

2-Bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd składa się z sześcioczłonowego pierścienia pirydynowego (aromatyczny heterocykl zawierający azot) z dwoma podstawnikami:

Brom (Br): silna grupa-odciągająca elektrony, która aktywuje pierścień pirydynowy w reakcjach podstawienia nukleofilowego (np. sprzęgania Suzuki, Hecka lub Buchwalda-Hartwiga).

Aldehyd (-CHO): wysoce reaktywna grupa funkcyjna, która bierze udział w reakcjach kondensacji (np. tworzeniu iminy, redukcyjnego aminowania) i procesach utleniania/redukcji.

Ścieżki reakcji

Reaktywność związku wynika z wzajemnego oddziaływania jego dwóch grup funkcyjnych:

Nukleofilowe podstawienie aromatyczne (SNAr): Atom bromu można zastąpić nukleofilami (np. Aminami, tiolami lub kwasami boronowymi) w warunkach zasadowych, umożliwiając wprowadzenie różnorodnych podstawników.

Reakcje kondensacji: Grupa aldehydowa reaguje z aminami pierwszorzędowymi, tworząc iminy, które można zredukować do amin drugorzędowych, stosując środki redukujące, takie jak borowodorek sodu (NaBH₄).

Utlenianie/redukcja: Aldehyd można utlenić do kwasu karboksylowego (przy użyciu odczynnika Jonesa) lub zredukować do alkoholu (przy użyciu NaBH₄).

Reakcje-krzyżowego sprzęgania: atom bromu uczestniczy w sprzęganiach katalizowanych-palladem (np. Suzuki, Sonogashira), tworząc wiązania węgiel-węgiel lub{5}}heteroatom węgla.

Te szlaki sprawiają, że 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd jest podstawą wieloetapowych syntez, gdzie wymagana jest sekwencyjna funkcjonalizacja.

Jest to złożony związek organiczny, który można syntetyzować na różne sposoby.

1. Metoda syntezy pirydyny Hantzscha:

Wzór reakcji chemicznej jest następujący:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

Jest to powszechnie stosowana metoda syntezy 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehidu, obejmująca następujące szczegółowe etapy:

Krok 1: Przygotuj reagenty:

Zmieszać 2-bromopirydynę i malononitryl w stosunku molowym 1:2 i dodać tiomocznik jako katalizator. Ilość reagentów można regulować w zależności od potrzeb.

Krok 2: Postęp reakcji:

Dodać reagenty otrzymane w wyniku mieszania w etapie 1 do kolby reakcyjnej i kontynuować reakcję w odpowiednich warunkach reakcji. Temperatura reakcji wynosi zwykle od 150 do 200 stopni Celsjusza i można zastosować przepływ suchego azotu w warunkach-wolnych od rozpuszczalników. Czas reakcji zależy od konkretnych warunków doświadczalnych i zwykle wynosi od godzin do dni.

W tej reakcji tiomocznik działa jak katalizator, promując postęp reakcji. Ze względu na wysoką temperaturę reakcji może nastąpić utworzenie wiązań C-C. Wytworzonym produktem końcowym jest 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehid.

Krok 3: Chłodzenie i krystalizacja:

Po zakończeniu reakcji ochłodzić roztwór reakcyjny do temperatury pokojowej lub niskiej i przystąpić do krystalizacji. Krystalizacja produktu można wywołać poprzez powolne dodawanie odpowiednich rozpuszczalników (takich jak etanol lub rozpuszczalniki eterowe). Podczas procesu krystalizacji produkty wytrącają się z roztworu w postaci stałej.

Krok 4: Oczyszczanie i suszenie:

Odwiruj lub przefiltruj skrystalizowany produkt, aby oddzielić produkty stałe. Po rozdzieleniu produkt można przemyć odpowiednimi rozpuszczalnikami w celu usunięcia zanieczyszczeń. Na koniec produkt wysuszono w odpowiednich warunkach, aby otrzymać-o wysokiej czystości 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldekin.

2. Reakcja kondensacji Knoevenagela:

Wzór reakcji chemicznej jest następujący:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

W tej reakcji grupy acylowe i karboksylowe tworzą wiązanie C-C w wyniku reakcji kondensacji. Wytworzonym produktem końcowym jest 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehid.

Konkretne kroki są następujące:

Krok 1: Rozpuścić 2-bromopirydynę i kwas malonowy (reprezentatywny kwas karboksylowy) w odpowiednim rozpuszczalniku organicznym. Etanol jest powszechnie stosowanym rozpuszczalnikiem.

Krok 2: dodaj katalizator alkaliczny, taki jak trietyloamina, aby przyspieszyć reakcję kondensacji.

Krok 3: Ogrzać roztwór i przeprowadzić reakcję w odpowiedniej temperaturze. Powszechnie stosowana temperatura reakcji wynosi 80-100 stopni Celsjusza.

Etap 4: Po zakończeniu reakcji schłodzić roztwór i poddać go zakwaszeniu w celu wytworzenia docelowego produktu w postaci 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehidu.

Krok 5: Oczyść i krystalizuj produkt, aby uzyskać związek-o wysokiej czystości.

To tylko dwie powszechne metody, a istnieje wiele innych metod syntezy 3-pirydynokarboksyaldehydu, 2-bromo-. Należy zauważyć, że każda metoda syntezy ma swoje specyficzne zalety i zastosowanie oraz musi być dostosowana i zoptymalizowana w zależności od konkretnej sytuacji w rzeczywistym działaniu.

► Synteza inhibitora kinazy do terapii raka

1) Tło

Inhibitory kinaz to klasa ukierunkowanych leków przeciwnowotworowych, które blokują aktywność kinaz białkowych, enzymów biorących udział w sygnalizacji i proliferacji komórkowej. Rusztowania oparte na pirydynie-są powszechnie stosowane w projektowaniu inhibitorów kinaz ze względu na ich zdolność do naśladowania miejsc wiązania ATP-. Naukowcy z firmy farmaceutycznej starali się opracować nowy inhibitor działający na receptor naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR), kinazę ulegającą nadekspresji w wielu nowotworach.

2) Cel

Zsyntetyzować związek będący pochodną pirydyny-o dużej sile działania i selektywności dla EGFR, stosując 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd jako kluczowy związek pośredni.

3) Podejście eksperymentalne

Synteza struktury rdzenia:

2-Bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd poddano reakcji z aniliną w etanolu pod chłodnicą zwrotną z utworzeniem iminowego związku pośredniego poprzez kondensację.

Iminę zredukowano za pomocą borowodorku sodu (NaBH4), otrzymując 2-bromo-N-fenylopirydyno-3-aminę, kluczowy element konstrukcyjny dalszej funkcjonalizacji.

Reakcja sprzęgania krzyżowego-:

Atom bromu w pozycji 2-poddano sprzęganiu Suzuki-Miyaury z pochodną kwasu boronowego (kwas 4-fluorofenyloboronowy) w obecności octanu palladu(II) (Pd(OAc)₂) i liganda (trifenylofosfina).

W tym etapie wprowadzono grupę fluorofenylową, zwiększając lipofilowość i powinowactwo wiązania.

Ostateczna modyfikacja:

Grupę aldehydową utleniono do kwasu karboksylowego przy użyciu odczynnika Jonesa (kwas chromowy w kwasie siarkowym), otrzymując docelowy związek: N-(4-fluorofenylo)-2-(4-fluorofenylo)pirydyno-3-karboksyamid.

4)Wyniki

Wydajność: 72% w trzech etapach.

Aktywność biologiczna:

Związek hamował aktywność kinazy EGFR z IC₅₀ wynoszącym 12 nM w testach enzymatycznych.

Badania in vitro na komórkach nowotworowych A431 (z nadekspresją EGFR) wykazały GI₅₀ (hamowanie wzrostu) wynoszące 0,8 µM.

Selektywność: Związek wykazywał 50-krotną selektywność w porównaniu z innymi kinazami (np. VEGFR, CDK2), zmniejszając toksyczność poza celem.

5) Implikacje

Ten przypadek pokazuje, jak 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd umożliwia szybkie tworzenie złożonych inhibitorów kinaz. Jego grupy aldehydowe i bromowe zapewniają ortogonalną reaktywność dla sekwencyjnej funkcjonalizacji, co jest strategią obecnie szeroko przyjętą w chemii medycznej.

►Funkcjonalizacja tlenku grafenu dla ulepszonych materiałów kompozytowych

1) Tło

Tlenek grafenu (GO) jest popularnym materiałem wzmacniającym w kompozytach polimerowych ze względu na jego wysoką wytrzymałość mechaniczną i przewodność elektryczną. Jednak hydrofilowy charakter GO ogranicza jego dyspersję w-polimerach niepolarnych. Naukowcy starali się zmodyfikować chemicznie GO przy użyciu 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehydu, aby poprawić kompatybilność z żywicami epoksydowymi.

2) Cel

Kowalencyjnie zaszczepij 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd na GO i oceń właściwości termiczne i mechaniczne kompozytu.

3) Podejście eksperymentalne

GO Modyfikacja:

GO zdyspergowano w dimetyloformamidzie (DMF) i poddano sonikacji przez 2 godziny.

Dodano 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd (5 równ.) i wodorotlenek sodu (NaOH, 10 równ.), inicjując reakcję podstawienia nukleofilowego pomiędzy grupami epoksydowymi GO i węglem -aldehydu.

Produkcja kompozytowa:

Zmodyfikowany GO (GO-Py) zmieszano z żywicą epoksydową (eter diglicydylowy bisfenolu A, DGEBA) i utwardzaczem (trietylenotetramina, TETA).

Mieszaninę utwardzano w temperaturze 120 stopni przez 4 godziny, tworząc folię kompozytową.

Charakteryzacja:

Stabilność termiczną oceniano za pomocą analizy termograwimetrycznej (TGA).

Właściwości mechaniczne mierzono za pomocą próby rozciągania.

4)Wyniki

Wydajność szczepienia: Spektroskopia w podczerwieni-z transformacją Fouriera (FTIR) potwierdziła obecność pierścieni pirydynowych na GO-Py.

Stabilność termiczna:

Temperatura początku degradacji kompozytu wzrosła o 35 stopni w porównaniu z niemodyfikowanym GO/epoksydem.

Właściwości mechaniczne:

Wytrzymałość na rozciąganie wzrosła o 22%, z 45 MPa (niemodyfikowana) do 55 MPa (GO-Py).

Wydłużenie przy zerwaniu wzrosło o 15%, co wskazuje na lepszy rozkład naprężeń.

5) Implikacje

Ten przypadek ilustruje, jak 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd może łączyć nieorganiczne nanomateriały i polimery organiczne. Aromatyczność pierścienia pirydynowego zwiększa adhezję międzyfazową, co jest zasadą mającą zastosowanie w przypadku innych materiałów 2D, takich jak dwusiarczek molibdenu (MoS₂).

► Biokoniugacja do znakowania białek

1) Tło

Znakowanie białek specyficzne dla miejsca-jest niezbędne do badania funkcji białek, opracowywania diagnostyki i tworzenia środków bioterapeutycznych. Grupa aldehydowa w 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehydzie może reagować z resztami lizyny w białkach poprzez redukcyjne aminowanie, tworząc stabilne wiązania kowalencyjne.

2) Cel

Oznakuj N-koniec białka zielonej fluorescencji (GFP) przy użyciu 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehydu i oceń skuteczność znakowania.

3) Podejście eksperymentalne

Reakcja koniugacji:

Rekombinowany GFP (1 mg/ml) inkubowano z 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehydem (10 równ.) w buforze fosforanowym (pH 7,4) przez 2 godziny w temperaturze pokojowej.

Dodano cyjanoborowodorek sodu (NaBH3CN, 5 równ.) w celu zredukowania półproduktu iminowego do stabilnej aminy.

Oczyszczenie:

Koniugat oczyszczono metodą chromatografii wykluczania (SEC).

Charakteryzacja:

Skuteczność znakowania określono ilościowo za pomocą spektroskopii UV-Vis ​​(absorbancja przy 280 nm dla białka, 340 nm dla pirydyny).

Zmierzono intensywność fluorescencji, aby ocenić aktywność GFP po-znakowaniu.

4)Wyniki

Skuteczność znakowania: 85% cząsteczek GFP zostało skoniugowanych, jak określono na podstawie absorbancji pirydyny.

Zatrzymywanie fluorescencji: Koniugat zachował 92% fluorescencji natywnego GFP, co wskazuje na minimalne zakłócenia strukturalne.

Spektrometria mas: ESI-MS potwierdziła wzrost masy o 185 Da (co odpowiada jednemu ugrupowaniu pirydynokarboksyaldehydu na GFP).

5) Implikacje

Badanie to wykazało użyteczność 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehydu w biokoniugacji. Jego niewielki rozmiar i reaktywność sprawiają, że jest lepszy od większych barwników fluorescencyjnych, które często zakłócają działanie białek. Podobne strategie są obecnie stosowane do znakowania przeciwciał do celów immunohistochemicznych.

2-Bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd to bromowany związek aldehydowy zawierający pierścień pirydynowy, o wzorze cząsteczkowym C ₆ H ₄ BrNO i masie cząsteczkowej 186. Pozycja 2 pierścienia pirydynowego w jego strukturze zostaje zastąpiona atomem bromu, a pozycja 3 jest połączona z grupą aldehydową, co nadaje mu wyjątkowe właściwości chemiczne. Jako półprodukt do syntezy organicznej jest szeroko stosowany w badaniach i rozwoju leków, syntezie pestycydów i naukach o materiałach. Na przykład w syntezie leków grupa aldehydowa może brać udział w reakcjach kondensacji w celu skonstruowania szkieletu heterocyklicznego, podczas gdy atom bromu może wprowadzać grupy funkcyjne poprzez reakcje podstawienia, zapewniając elastyczność w projektowaniu cząsteczek leku.

 

Kontakt ze skórą: Bezpośredni kontakt może powodować zaczerwienienie skóry, swędzenie, pęcherze, a w ciężkich przypadkach kontaktowe zapalenie skóry.
Mechanizm: Grupy aldehydowe wiążą się kowalencyjnie z grupami aminowymi w białkach skóry, tworząc zasady Schiffa, zaburzając funkcję bariery skórnej; Obecność atomów bromu może zwiększać jego lipofilowość i sprzyjać przenikaniu do warstwy naskórka.
Kontakt z oczami: Poważne podrażnienie oczu objawiające się przekrwieniem spojówek, łzawieniem, światłowstrętem, a nawet uszkodzeniem nabłonka rogówki.
Mechanizm: Grupy aldehydowe reagują z białkami rogówki, powodując denaturację białka, podczas gdy atomy bromu mogą wywoływać reakcje stresu oksydacyjnego i uszkadzać komórki rogówki.

 

Podrażnienie dróg oddechowych: Wdychanie par lub pyłów może powodować podrażnienie nosogardzieli, kaszel i trudności w oddychaniu. Długotrwałe narażenie może wywołać astmę lub przewlekłą obturacyjną chorobę płuc (POChP). Grupy aldehydowe wiążą się z białkami w komórkach nabłonka błony śluzowej dróg oddechowych, zaburzając integralność błony śluzowej; Atomy bromu mogą wywoływać reakcje zapalne poprzez wytwarzanie reaktywnych form tlenu (ROS).

 

Reakcje ze strony układu pokarmowego: nudności, wymioty, ból brzucha, biegunka, a w ciężkich przypadkach mogą wystąpić krwawienia z przewodu pokarmowego lub uszkodzenie wątroby. Bezpośrednie działanie żrące grup aldehydowych na błonę śluzową przewodu pokarmowego, a także pobudzenie przewodu pokarmowego przez bromowodór powstający w wyniku metabolizmu atomów bromu w organizmie; Wątroba, jako główny narząd metaboliczny, może doświadczać podwyższonego poziomu transaminaz z powodu stresu oksydacyjnego.
Ostre zatrucie: Zawroty głowy, zmęczenie, zaburzenia świadomości, a w ciężkich przypadkach śpiączka, drgawki, a nawet niewydolność oddechowa i krążeniowa. Grupy aldehydowe zakłócają przewodzenie nerwowe poprzez wiązanie się z receptorami neuroprzekaźników; Atomy bromu mogą hamować mitochondrialny łańcuch oddechowy, prowadząc do zaburzeń metabolizmu energii komórkowej.

Popularne Tagi: 2-bromo-3-pirydynokarboksyaldehyd cas 128071-75-0, dostawcy, producenci, fabryki, hurtownia, zakup, cena, luzem, na sprzedaż