2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид CAS 128071-75-0

2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид (3-пиридинкарбоксалдехид, 2-бромо-), химична формула: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, молекулно тегло: 186,01 g/mol. Това е твърдо вещество, обикновено под формата на бял или почти бял кристален прах. Той има определена разтворимост в някои обичайни органични разтворители (като дихлорометан, етер, метанол, етанол и др.). Все пак, имайте предвид, че неговата разтворимост може да варира в зависимост от температурата, разтворителите и други фактори. Като важно органично съединение, той има широк спектър от приложения и употреби. Той играе важна роля в областта на синтеза на лекарства, синтеза на пестициди, координационната химия и органичните оптоелектронни материали. Чрез синтез и функционализация могат да се получат съединения със специфични структури и свойства, които да отговорят на нуждите на различни области и приложения.

Молекулярни характеристики

2-Бромо-3-пиридинкарбоксалдехидът се състои от шестчленен пиридинов пръстен (азотсъдържащ ароматен хетероцикъл) с два заместителя:

Бром (Br): силна електрон{0}}оттегляща група, която активира пиридиновия пръстен за реакции на нуклеофилно заместване (напр. свързвания на Сузуки, Хек или Бухвалд-Хартвиг).

Алдехид (-CHO): Силно реактивна функционална група, която участва в реакции на кондензация (напр. образуване на имин, редуктивно аминиране) и процеси на окисление/редукция.

Реакционни пътища

Реактивността на съединението произтича от взаимодействието между неговите две функционални групи:

Нуклеофилно ароматно заместване (SNAr): Бромният атом може да бъде заменен с нуклеофили (напр. амини, тиоли или боронова киселина) при основни условия, което позволява въвеждането на различни заместители.

Реакции на кондензация: Алдехидната група реагира с първични амини, за да образува имини, които могат да бъдат редуцирани до вторични амини с помощта на редуциращи агенти като натриев борохидрид (NaBH₄).

Окисляване/Редукция: Алдехидът може да бъде окислен до карбоксилна киселина (с помощта на реактив на Джоунс) или редуциран до алкохол (използвайки NaBH4).

Реакции на кръстосано-свързване: Бромният атом участва в катализирани с паладий-свързване (напр. Suzuki, Sonogashira) за образуване на въглерод-въглерод или въглерод-хетероатомни връзки.

Тези пътища правят 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид основен елемент в многоетапни синтези, където е необходима последователна функционализация.

Това е сложно органично съединение, което може да се синтезира по различни пътища.

1. Метод за синтез на пиридин на Hantzsch:

Формулата на химичната реакция е следната:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

Това е често използван метод за синтезиране на 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид със следните специфични стъпки:

Стъпка 1: Подгответе реагентите:

Смесете 2-бромопиридин и малононитрил в моларно съотношение 1:2 и добавете тиокарбамид като катализатор. Количеството на реагентите може да се регулира според нуждите.

Стъпка 2: Напредък на реакцията:

Добавете реагентите, получени от смесването в стъпка 1, в реакционната колба и продължете с реакцията при подходящи реакционни условия. Реакционната температура обикновено е между 150 и 200 градуса по Целзий и може да се използва поток от сух азот при условия без -разтворител. Времето за реакция зависи от специфичните експериментални условия, обикновено вариращи от часове до дни.

В тази реакция тиокарбамидът действа като катализатор, подпомагайки протичането на реакцията. Поради високата реакционна температура може да възникне образуването на C-C връзки. Крайният произведен продукт е 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид.

Стъпка 3: Охлаждане и кристализация:

След като реакцията приключи, охладете реакционния разтвор до стайна температура или ниска температура и продължете с кристализацията. Кристализацията на продукта може да бъде предизвикана чрез бавно добавяне на подходящи разтворители (като етанол или етерни разтворители). По време на процеса на кристализация продуктите се утаяват от разтвора в твърда форма.

Стъпка 4: Пречистване и сушене:

Центрофугирайте или филтрирайте кристализирания продукт, за да отделите твърдите продукти. След отделяне продуктът може да се измие с подходящи разтворители за отстраняване на примесите. Накрая продуктът се суши при подходящи условия, за да се получи 2-бромо-3-пиридин карбоксалдехид с висока-чистота.

2. Реакция на кондензация на Кневенагел:

Формулата на химичната реакция е следната:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

При тази реакция ацилните и карбоксилните групи образуват C-C връзка чрез реакция на кондензация. Крайният произведен продукт е 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид.

Конкретните стъпки са както следва:

Стъпка 1: Разтворете 2-бромопиридин и малонова киселина (представителна карбоксилна киселина) в подходящ органичен разтворител. Етанолът е често използван разтворител.

Стъпка 2: добавете алкален катализатор, като триетиламин, за насърчаване на реакцията на кондензация.

Стъпка 3: Загрейте разтвора и провеждайте реакцията при подходяща температура. Обикновено използваната реакционна температура е 80-100 градуса по Целзий.

Стъпка 4: След завършване на реакцията охладете разтвора и претърпете подкиселяване, за да генерирате целевия продукт 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид.

Стъпка 5: Пречистете и кристализирайте продукта, за да получите съединение с висока-чистота.

Това са само два често срещани метода и има много други методи за синтез на 3-пиридинкарбоксалдехид, 2-бромо-. Трябва да се отбележи, че всеки метод на синтез има своите специфични предимства и приложимост и трябва да бъде коригиран и оптимизиран според конкретната ситуация в действителната експлоатация.

► Синтез на киназен инхибитор за терапия на рак

1) Предистория

Киназните инхибитори са клас таргетни противоракови лекарства, които блокират активността на протеин кинази, ензими, участващи в клетъчното сигнализиране и пролиферация. Базираните на пиридин-скелета са често срещани при проектирането на киназни инхибитори поради способността им да имитират ATP-свързващи места. Изследователи от фармацевтична компания се опитаха да разработят нов инхибитор, насочен към рецептора на епидермалния растежен фактор (EGFR), киназа, свръхекспресирана при много видове рак.

2) Цел

Синтезирайте производно на пиридин -съединение с висока ефективност и селективност за EGFR, като използвате 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид като ключов междинен продукт.

3) Експериментален подход

Синтез на основната структура:

2-Бромо-3-пиридинкарбоксалдехидът реагира с анилин в етанол под обратен хладник, за да се образува имин междинен продукт чрез кондензация.

Иминът се редуцира с помощта на натриев борохидрид (NaBH4), за да се получи 2-бромо-N-фенилпиридин-3-амин, критичен градивен елемент за по-нататъшно функционализиране.

Реакция на кръстосано -свързване:

Бромният атом на 2-позиция претърпява свързване на Suzuki-Miyaura с производно на боронова киселина (4-флуорофенилборна киселина) в присъствието на паладиев(II) ацетат (Pd(OAc)₂) и лиганд (трифенилфосфин).

Тази стъпка въвежда флуорофенилова група, повишавайки липофилността и афинитета на свързване.

Окончателна модификация:

Алдехидната група се окислява до карбоксилна киселина с помощта на реактив на Jones (хромна киселина в сярна киселина), като се получава целевото съединение: N-(4-флуорофенил)-2-(4-флуорофенил)пиридин-3-карбоксамид.

4) Резултати

Доходност: 72% за три стъпки.

Биологична активност:

Съединението инхибира активността на EGFR киназата с IC50 от 12 nM при ензимни анализи.

In vitro проучвания върху ракови клетки A431 (свръхекспресиращи EGFR) показват GI₅₀ (инхибиране на растежа) от 0,8 μM.

Селективност: Съединението показва 50-кратна селективност спрямо други кинази (напр. VEGFR, CDK2), намалявайки токсичността извън целта.

5) Последици

Този случай демонстрира как 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехидът позволява бързото сглобяване на комплексни киназни инхибитори. Неговите алдехидни и бромни групи осигуряват ортогонална реактивност за последователна функционализация, стратегия, която сега е широко възприета в медицинската химия.

►Функционализация на графенов оксид за подобрени композитни материали

1) Предистория

Графеновият оксид (GO) е популярен армиращ материал в полимерни композити поради високата си механична якост и електрическа проводимост. Хидрофилната природа на GO обаче ограничава дисперсията му в не-полярни полимери. Изследователите се стремят да модифицират химически GO, използвайки 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид, за да подобрят съвместимостта с епоксидни смоли.

2) Цел

Ковалентно присадете 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид върху GO и оценете топлинните и механичните свойства на композита.

3) Експериментален подход

GO модификация:

GO се диспергира в диметилформамид (DMF) и се обработва с ултразвук в продължение на 2 часа.

2-Бромо-3-пиридинкарбоксалдехид (5 екв.) и натриев хидроксид (NaOH, 10 екв.) бяха добавени, инициирайки реакция на нуклеофилно заместване между епоксидните групи на GO и -въглерода на алдехида.

Композитна изработка:

Модифицираният GO (GO-Py) се смесва с епоксидна смола (диглицидилов етер на бисфенол А, DGEBA) и втвърдител (триетилен тетрамин, TETA).

Сместа се втвърдява при 120 градуса в продължение на 4 часа, за да се образува композитен филм.

Характеристика:

Термичната стабилност се оценява чрез термогравиметричен анализ (TGA).

Механичните свойства бяха измерени чрез изпитване на опън.

4) Резултати

Ефективност на присаждане: Инфрачервената спектроскопия с трансформация на Фурие (FTIR) потвърди наличието на пиридинови пръстени върху GO-Py.

Термична стабилност:

Началната температура на разграждане на композита се повишава с 35 градуса в сравнение с немодифициран GO/епоксид.

Механични свойства:

Якостта на опън е подобрена с 22%, от 45 MPa (немодифициран) до 55 MPa (GO-Py).

Удължението при скъсване се увеличи с 15%, което показва по-добро разпределение на напрежението.

5) Последици

Този случай илюстрира как 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехидът може да свързва неорганични наноматериали и органични полимери. Ароматността на пиридиновия пръстен подобрява адхезията на повърхността, принцип, приложим за други 2D материали като молибденов дисулфид (MoS₂).

► Биоконюгация за маркиране на протеини

1) Предистория

Специфичното за място белтъчно етикетиране е от съществено значение за изучаване на протеиновата функция, разработване на диагностика и създаване на биотерапевтици. Алдехидната група в 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид може да реагира с лизиновите остатъци в протеините чрез редуктивно аминиране, образувайки стабилни ковалентни връзки.

2) Цел

Маркирайте N-края на зелен флуоресцентен протеин (GFP) с помощта на 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид и оценете ефективността на етикетирането.

3) Експериментален подход

Реакция на конюгиране:

Рекомбинантен GFP (1 mg/mL) се инкубира с 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид (10 екв.) във фосфатен буфер (рН 7.4) в продължение на 2 часа при стайна температура.

Добавя се натриев цианоборохидрид (NaBH3CN, 5 екв.) за редуциране на иминното междинно съединение до стабилен амин.

Пречистване:

Конюгатът се пречиства с помощта на -изключваща хроматография (SEC).

Характеристика:

Ефективността на маркиране се определя количествено чрез UV-Vis ​​спектроскопия (абсорбция при 280 nm за протеин, 340 nm за пиридин).

Интензитетът на флуоресценция беше измерен, за да се оцени GFP активността след-маркиране.

4) Резултати

Ефикасност на етикетиране: 85% от GFP молекулите са конюгирани, както е определено чрез абсорбция на пиридин.

Задържане на флуоресценция: Конюгатът запазва 92% от естествената флуоресценция на GFP, което показва минимално структурно разрушаване.

Масспектрометрия: ESI-MS потвърди увеличение на масата от 185 Da (в съответствие с една пиридинкарбоксалдехидна част на GFP).

5) Последици

Това изследване демонстрира полезността на 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид в биоконюгацията. Неговият малък размер и реактивност го правят по-добър от по-големите флуоресцентни багрила, които често пречат на протеиновата функция. Подобни стратегии сега се използват за маркиране на антитела за имунохистохимия.

2-Бромо-3-пиридинкарбоксалдехидът е бромирано алдехидно съединение, съдържащо пиридинов пръстен, с молекулна формула C ₆ H ₄ BrNO и молекулно тегло 186. 2-позицията на пиридиновия пръстен в неговата структура е заменена от бромен атом, а 3-та позиция е свързана с алдехидна група, което му придава уникални химични свойства. Като междинен продукт за органичен синтез, той се използва широко в изследванията и разработките на лекарства, синтеза на пестициди и материалознание. Например, при синтеза на лекарства, алдехидната група може да участва в реакции на кондензация за конструиране на хетероцикличен скелет, докато бромният атом може да въведе функционални групи чрез реакции на заместване, осигурявайки гъвкавост за дизайна на лекарствената молекула.

 

Контакт с кожата: Директният контакт може да причини зачервяване на кожата, сърбеж, мехури и в тежки случаи контактен дерматит.
Механизъм: Алдехидните групи се свързват ковалентно с аминогрупите в кожните протеини, за да образуват бази на Шиф, нарушавайки функцията на кожната бариера; Наличието на бромни атоми може да подобри неговата липофилност и да насърчи проникването в епидермалния слой.
Контакт с очите: Силно дразнене на очите, проявяващо се като конгестия на конюнктивата, сълзене, фотофобия и дори увреждане на епитела на роговицата.
Механизъм: Алдехидните групи реагират с протеините на роговицата, за да причинят денатурация на протеина, докато бромните атоми могат да предизвикат реакции на оксидативен стрес и да увредят клетките на роговицата.

 

Респираторно дразнене: Вдишването на пара или прах може да причини дразнене на назофаринкса, кашлица и затруднено дишане. Дългосрочната експозиция може да предизвика астма или хронична обструктивна белодробна болест (ХОББ). Алдехидните групи се свързват с протеини в епителните клетки на респираторната лигавица, нарушавайки целостта на лигавицата; Бромните атоми могат да предизвикат възпалителни реакции чрез производство на реактивни кислородни видове (ROS).

 

Реакции от храносмилателната система: гадене, повръщане, коремна болка, диария, а в тежки случаи може да се появи стомашно-чревно кървене или увреждане на черния дроб. Директният корозивен ефект на алдехидните групи върху стомашно-чревната лигавица, както и стимулирането на стомашно-чревния тракт от бромоводорода, произведен от метаболизма на бромните атоми в тялото; Черният дроб, като основен метаболитен орган, може да изпита повишени нива на трансаминазата поради оксидативен стрес.
Остро отравяне: Световъртеж, умора, замъглено съзнание и в тежки случаи кома, конвулсии и дори дихателна и циркулаторна недостатъчност. Алдехидните групи пречат на нервната проводимост чрез свързване с невротрансмитерни рецептори; Бромните атоми могат да инхибират дихателната верига на митохондриите, което води до нарушения на клетъчния енергиен метаболизъм.

Популярни тагове: 2-бромо-3-пиридинкарбоксалдехид cas 128071-75-0, доставчици, производители, фабрика, търговия на едро, купуване, цена, насипно състояние, за продажба