2-brom-3-pyridincarboxaldehyd CAS 128071-75-0

2-brom-3-pyridincarboxaldehyd(3-Pyridincarboxaldehyd, 2-brom-), kemisk formel: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, molekylvægt: 186,01 g/mol. Det er et fast stof, normalt i form af et hvidt eller næsten hvidt krystallinsk pulver. Det har en vis opløselighed i nogle almindelige organiske opløsningsmidler (såsom dichlormethan, ether, methanol, ethanol osv.). Bemærk dog, at dets opløselighed kan variere afhængigt af temperatur, opløsningsmidler og andre faktorer. Som en vigtig organisk forbindelse har den en bred vifte af anvendelser og anvendelser. Det spiller en vigtig rolle inden for lægemiddelsyntese, pesticidsyntese, koordineringskemi og organiske optoelektroniske materialer. Gennem syntese og funktionalisering kan forbindelser med specifikke strukturer og egenskaber opnås for at imødekomme behovene for forskellige områder og anvendelser.

Molekylære egenskaber

2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd består af en seksleddet pyridinring (en nitrogenholdig aromatisk heterocyklus) med to substituenter:

Brom (Br): En stærk elektron-tiltrækkende gruppe, der aktiverer pyridinringen til nukleofile substitutionsreaktioner (f.eks. Suzuki, Heck eller Buchwald-Hartwig-koblinger).

Aldehyd (-CHO): En meget reaktiv funktionel gruppe, der deltager i kondensationsreaktioner (f.eks. imindannelse, reduktiv aminering) og oxidations-/reduktionsprocesser.

Reaktionsveje

Forbindelsens reaktivitet stammer fra samspillet mellem dets to funktionelle grupper:

Nukleofil aromatisk substitution (SNAr): Bromatomet kan erstattes af nukleofiler (f.eks. aminer, thioler eller boronsyrer) under basiske betingelser, hvilket muliggør indførelse af forskellige substituenter.

Kondensationsreaktioner: Aldehydgruppen reagerer med primære aminer og danner iminer, som kan reduceres til sekundære aminer ved hjælp af reduktionsmidler som natriumborhydrid (NaBH4).

Oxidation/reduktion: Aldehydet kan oxideres til en carboxylsyre (ved hjælp af Jones-reagens) eller reduceres til en alkohol (ved hjælp af NaBH₄).

Kryds-koblingsreaktioner: Bromatomet deltager i palladium-katalyserede koblinger (f.eks. Suzuki, Sonogashira) for at danne kulstof-kulstof- eller kulstof-heteroatombindinger.

Disse veje gør 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd til en nøgle i flertrinssynteser, hvor sekventiel funktionalisering er påkrævet.

Det er en kompleks organisk forbindelse, der kan syntetiseres gennem forskellige veje.

1. Hantzsch pyridinsyntesemetode:

Den kemiske reaktionsformel er som følger:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

Dette er en almindeligt anvendt metode til at syntetisere 2-brom-3-pyridincarboxaldehid med de specifikke trin som følger:

Trin 1: Forbered reaktanter:

Bland 2-brompyridin og malononitril i et molforhold på 1:2, og tilsæt thiourinstof som katalysator. Mængden af ​​reaktanter kan justeres efter behov.

Trin 2: Reaktionsforløb:

Tilsæt reaktanterne opnået ved blanding i trin 1 til reaktionskolben og fortsæt med reaktionen under passende reaktionsbetingelser. Reaktionstemperaturen er sædvanligvis mellem 150 og 200 grader Celsius, og tør nitrogenstrøm under -opløsningsmiddelfri betingelser kan anvendes. Reaktionstiden afhænger af specifikke eksperimentelle betingelser, sædvanligvis fra timer til dage.

I denne reaktion virker thiourinstof som en katalysator, der fremmer reaktionens fremskridt. På grund af den høje reaktionstemperatur kan der forekomme dannelse af C-C-bindinger. Det færdige produkt er 2-brom-3-pyridincarboxaldehid.

Trin 3: Afkøling og krystallisation:

Efter at reaktionen er afsluttet, afkøles reaktionsopløsningen til stuetemperatur eller lav temperatur og fortsættes med krystallisation. Krystallisationen af ​​produktet kan induceres ved langsomt at tilsætte passende opløsningsmidler (såsom ethanol eller etheropløsningsmidler). Under krystallisationsprocessen udfælder produkterne fra opløsningen i fast form.

Trin 4: Oprensning og tørring:

Centrifuger eller filtrer det krystalliserede produkt for at adskille faste produkter. Efter adskillelse kan produktet vaskes med passende opløsningsmidler for at fjerne urenheder. Til sidst blev produktet tørret under passende betingelser for at opnå 2-brom-3-pyridincarboxaldehid med høj-renhed.

2. Knoevenagel kondensationsreaktion:

Den kemiske reaktionsformel er som følger:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

I denne reaktion danner acyl- og carboxylgrupper C-C-binding gennem kondensationsreaktion. Det færdige produkt er 2-brom-3-pyridincarboxaldehid.

De specifikke trin er som følger:

Trin 1: Opløs 2-brompyridin og malonsyre (repræsentativ carboxylsyre) i et passende organisk opløsningsmiddel. Ethanol er et almindeligt anvendt opløsningsmiddel.

Trin 2: tilsæt en alkalisk katalysator, såsom triethylamin, for at fremme kondensationsreaktionen.

Trin 3: Opvarm opløsningen og udfør reaktionen ved en passende temperatur. Den almindeligt anvendte reaktionstemperatur er 80-100 grader Celsius.

Trin 4: Efter at reaktionen er afsluttet, afkøles opløsningen og undergå syrningsbehandling for at generere målproduktet 2-brom-3-pyridincarboxaldehid.

Trin 5: Rens og krystalliser produktet for at opnå en forbindelse med høj-renhed.

Dette er blot to almindelige metoder, og der er mange andre syntesemetoder for 3-Pyridincarboxaldehyd, 2-brom-. Det skal bemærkes, at hver syntesemetode har sine specifikke fordele og anvendelighed og skal justeres og optimeres i henhold til den specifikke situation i den faktiske drift.

► Syntese af en kinaseinhibitor til kræftterapi

1) Baggrund

Kinasehæmmere er en klasse af målrettede anticancerlægemidler, der blokerer aktiviteten af ​​proteinkinaser, enzymer involveret i cellesignalering og spredning. Pyridin-baserede stilladser er almindelige i kinaseinhibitordesign på grund af deres evne til at efterligne ATP-bindingssteder. Forskere ved en medicinalvirksomhed forsøgte at udvikle en ny hæmmer rettet mod epidermal vækstfaktorreceptor (EGFR), en kinase, der er overudtrykt i mange kræftformer.

2) Målsætning

Syntetiser en pyridin-afledt forbindelse med høj styrke og selektivitet for EGFR ved at bruge 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd som et nøglemellemprodukt.

3) Eksperimentel tilgang

Syntese af kernestrukturen:

2-brom-3-pyridincarboxaldehyd blev omsat med anilin i ethanol under tilbagesvaling til dannelse af et iminmellemprodukt via kondensation.

Iminen blev reduceret under anvendelse af natriumborhydrid (NaBH4) for at give 2-brom-N-phenylpyridin-3-amin, en kritisk byggesten til yderligere funktionalisering.

Kryds-koblingsreaktion:

Bromatomet i 2--stillingen undergik en Suzuki-Miyaura-kobling med et boronsyrederivat (4-fluorphenylboronsyre) i nærvær af palladium(II)acetat (Pd(OAc)2) og en ligand (triphenylphosphin).

Dette trin introducerede en fluorphenylgruppe, hvilket øgede lipofilicitet og bindingsaffinitet.

Endelig modifikation:

Aldehydgruppen blev oxideret til en carboxylsyre under anvendelse af Jones-reagens (chromsyre i svovlsyre), hvilket gav målforbindelsen: N-(4-fluorphenyl)-2-(4-fluorphenyl)pyridin-3-carboxamid.

4) Resultater

Udbytte: 72 % over tre trin.

Biologisk aktivitet:

Forbindelsen inhiberede EGFR-kinaseaktivitet med en IC50 på 12 nM i enzymatiske assays.

In vitro undersøgelser af A431 cancerceller (overudtrykker EGFR) viste en GI₅0 (vækstinhibering) på 0,8 μM.

Selektivitet: Forbindelsen udviste 50 - gange selektivitet i forhold til andre kinaser (f.eks. VEGFR, CDK2), hvilket reducerede toksicitet uden for målet.

5) Konsekvenser

Dette tilfælde demonstrerer, hvordan 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd muliggør hurtig samling af komplekse kinaseinhibitorer. Dens aldehyd- og bromgrupper giver ortogonal reaktivitet til sekventiel funktionalisering, en strategi, der nu er vidt brugt i medicinsk kemi.

►Funktionalisering af grafenoxid til forbedrede kompositmaterialer

1) Baggrund

Grafenoxid (GO) er et populært forstærkningsmateriale i polymerkompositter på grund af dets høje mekaniske styrke og elektriske ledningsevne. GO's hydrofile natur begrænser imidlertid dets spredning i ikke-polære polymerer. Forskere søgte at modificere GO kemisk ved hjælp af 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd for at forbedre kompatibiliteten med epoxyharpikser.

2) Målsætning

Pod kovalent 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd på GO og evaluer komposittens termiske og mekaniske egenskaber.

3) Eksperimentel tilgang

GO Ændring:

GO blev dispergeret i dimethylformamid (DMF) og sonikeret i 2 timer.

2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd (5 ækv.) og natriumhydroxid (NaOH, 10 ækv.) blev tilsat, hvilket initierede en nukleofil substitutionsreaktion mellem GO's epoxidgrupper og aldehydens -carbon.

Komposit fabrikation:

Den modificerede GO (GO-Py) blev blandet med en epoxyharpiks (diglycidylether af bisphenol A, DGEBA) og en hærder (triethylentetramin, TETA).

Blandingen blev hærdet ved 120 grader i 4 timer til dannelse af en kompositfilm.

Karakterisering:

Termisk stabilitet blev vurderet ved hjælp af termogravimetrisk analyse (TGA).

Mekaniske egenskaber blev målt ved hjælp af trækprøvning.

4) Resultater

Podningseffektivitet: Fourier-transform infrarød spektroskopi (FTIR) bekræftede tilstedeværelsen af ​​pyridinringe på GO-Py.

Termisk stabilitet:

Den begyndende nedbrydningstemperatur af kompositten steg med 35 grader sammenlignet med umodificeret GO/epoxy.

Mekaniske egenskaber:

Trækstyrke forbedret med 22 %, fra 45 MPa (umodificeret) til 55 MPa (GO-Py).

Brudforlængelsen steg med 15 %, hvilket indikerer bedre spændingsfordeling.

5) Konsekvenser

Denne case illustrerer, hvordan 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd kan bygge bro mellem uorganiske nanomaterialer og organiske polymerer. Pyridinringens aromaticitet forbedrede grænsefladeadhæsionen, et princip gældende for andre 2D-materialer som molybdændisulfid (MoS₂).

► Biokonjugering til proteinmærkning

1) Baggrund

Webstedsspecifik-proteinmærkning er afgørende for at studere proteinfunktion, udvikle diagnostik og skabe bioterapeutika. Aldehydgruppen i 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd kan reagere med lysinrester i proteiner via reduktiv aminering og danne stabile kovalente bindinger.

2) Målsætning

Mærk N-terminalen af ​​grønt fluorescerende protein (GFP) ved hjælp af 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd, og evaluer mærkningseffektiviteten.

3) Eksperimentel tilgang

Konjugationsreaktion:

Rekombinant GFP (1 mg/ml) blev inkuberet med 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd (10 ækv.) i phosphatbuffer (pH 7,4) i 2 timer ved stuetemperatur.

Natriumcyanoborhydrid (NaBH3CN, 5 ækv.) blev tilsat for at reducere iminmellemproduktet til en stabil amin.

Oprensning:

Konjugatet blev oprenset ved hjælp af størrelse-eksklusionskromatografi (SEC).

Karakterisering:

Mærkningseffektiviteten blev kvantificeret via UV-Vis-spektroskopi (absorbans ved 280 nm for protein, 340 nm for pyridin).

Fluorescensintensiteten blev målt for at vurdere GFP-aktivitet efter-mærkning.

4) Resultater

Mærkningseffektivitet: 85 % af GFP-molekylerne blev konjugeret, som bestemt ved pyridinabsorbans.

Fluorescensretention: Konjugatet bibeholdt 92% af native GFP's fluorescens, hvilket indikerer minimal strukturel forstyrrelse.

Massespektrometri: ESI-MS bekræftede en masseforøgelse på 185 Da (i overensstemmelse med én pyridincarboxaldehyddel pr. GFP).

5) Konsekvenser

Denne undersøgelse viser anvendeligheden af ​​2-brom-3-pyridincarboxaldehyd i biokonjugering. Dens lille størrelse og reaktivitet gør den overlegen i forhold til større fluorescerende farvestoffer, som ofte forstyrrer proteinfunktionen. Lignende strategier bruges nu til at mærke antistoffer til immunhistokemi.

2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd er en bromeret aldehydforbindelse, der indeholder en pyridinring, med molekylformlen C ₆ H ₄ BrNO og en molekylvægt på 186. 2-stillingen af ​​pyridinringen i dens struktur er erstattet af et bromatom, og det giver en al-hyde-kemikalie-gruppe, og det er forbundet med en al-hyde-gruppe. Som et organisk syntesemellemprodukt bruges det i vid udstrækning inden for lægemiddelforskning og -udvikling, pesticidsyntese og materialevidenskabelige områder. For eksempel i lægemiddelsyntese kan aldehydgruppen deltage i kondensationsreaktioner for at konstruere et heterocyklisk skelet, mens bromatomet kan indføre funktionelle grupper gennem substitutionsreaktioner, hvilket giver fleksibilitet til lægemiddelmolekyledesign.

 

Hudkontakt: Direkte kontakt kan forårsage rødme, kløe, vabler og i alvorlige tilfælde kontakteksem.
Mekanisme: Aldehydgrupper binder kovalent til aminogrupper i hudproteiner for at danne Schiff-baser, hvilket forstyrrer hudbarrierefunktionen; Tilstedeværelsen af ​​bromatomer kan øge dets lipofilicitet og fremme indtrængning i det epidermale lag.
Øjenkontakt: Alvorlig øjenirritation, manifesteret som conjunctival congestion, tåreflåd, fotofobi og endda cornea epitelbeskadigelse.
Mekanisme: Aldehydgrupper reagerer med hornhindeproteiner for at forårsage proteindenaturering, mens bromatomer kan udløse oxidative stressreaktioner og beskadige hornhindeceller.

 

Luftvejsirritation: Indånding af dampe eller støv kan forårsage irritation af nasopharynx, hoste og åndedrætsbesvær. Langtidseksponering kan udløse astma eller kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL). Aldehydgrupper binder til proteiner i respiratoriske slimhindeepitelceller, hvilket forstyrrer slimhindens integritet; Bromatomer kan udløse inflammatoriske reaktioner ved at producere reaktive oxygenarter (ROS).

 

Reaktioner i fordøjelsessystemet: kvalme, opkastning, mavesmerter, diarré, og i alvorlige tilfælde kan der opstå gastrointestinale blødninger eller leverskader. Den direkte ætsende virkning af aldehydgrupper på mave-tarmslimhinden samt stimulering af mave-tarmkanalen med hydrogenbromid produceret af metabolismen af ​​bromatomer i kroppen; Leveren, som det vigtigste metaboliske organ, kan opleve forhøjede transaminaseniveauer på grund af oxidativt stress.
Akut forgiftning: Svimmelhed, træthed, sløret bevidsthed og i alvorlige tilfælde koma, kramper og endda åndedræts- og kredsløbssvigt. Aldehydgrupper interfererer med nerveledning ved at binde sig til neurotransmitterreceptorer; Bromatomer kan hæmme mitokondrielle respiratoriske kæder, hvilket fører til cellulære energimetabolismeforstyrrelser.

Populære tags: 2-brom-3-pyridincarboxaldehyd cas 128071-75-0, leverandører, producenter, fabrik, engros, køb, pris, bulk, til salg