2-bromo-3-piridinkarboksaldehid CAS 128071-75-0

2-bromo-3-piridinkarboksaldehid (3-Piridinkarboksaldehid, 2-bromo-), hemijska formula: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, molekulska težina: 186,01 g/mol. To je čvrsta supstanca, obično u obliku bijelog ili gotovo bijelog kristalnog praha. Ima određenu rastvorljivost u nekim uobičajenim organskim rastvaračima (kao što su dihlorometan, eter, metanol, etanol, itd.). Međutim, imajte na umu da njegova rastvorljivost može varirati u zavisnosti od temperature, rastvarača i drugih faktora. Kao važno organsko jedinjenje, ima širok spektar primjena i upotreba. Ima važnu ulogu u oblastima sinteze lekova, sinteze pesticida, koordinacione hemije i organskih optoelektronskih materijala. Sintezom i funkcionalizacijom mogu se dobiti spojevi sa specifičnim strukturama i svojstvima koji zadovoljavaju potrebe različitih područja i primjena.

Molekularne karakteristike

2-Brom-3-piridinkarboksaldehid se sastoji od šestočlanog piridinskog prstena (aromatični heterocikl koji sadrži dušik) sa dva supstituenta:

Brom (Br): Jaka grupa za povlačenje elektrona-koja aktivira piridinski prsten za reakcije nukleofilne supstitucije (npr. Suzuki, Heck ili Buchwald-Hartwigove sprege).

Aldehid (-CHO): visoko reaktivna funkcionalna grupa koja učestvuje u reakcijama kondenzacije (npr. formiranje imina, reduktivna aminacija) i procesima oksidacije/redukcije.

Reaction Pathways

Reaktivnost spoja proizlazi iz međudjelovanja njegovih dvije funkcionalne grupe:

Nukleofilna aromatična supstitucija (SNAr): Atom broma može biti zamijenjen nukleofilima (npr. amini, tioli ili boronske kiseline) pod baznim uslovima, omogućavajući uvođenje različitih supstituenata.

Reakcije kondenzacije: Aldehidna grupa reaguje sa primarnim aminima da bi formirala imine, koji se mogu redukovati u sekundarne amine korišćenjem redukcionih agenasa kao što je natrijum borohidrid (NaBH₄).

Oksidacija/redukcija: Aldehid se može oksidirati u karboksilnu kiselinu (pomoću Jonesovog reagensa) ili reducirati u alkohol (koristeći NaBH₄).

Unakrsne-Reakcije spajanja: Atom broma učestvuje u paladijum-katalizovanim vezama (npr. Suzuki, Sonogashira) da bi se formirale veze ugljenika-ugljika ili ugljenika-heteroatoma.

Ovi putevi čine 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid ključnom osovinom u sintezama u više koraka, gdje je potrebna sekvencijalna funkcionalizacija.

To je složeno organsko jedinjenje koje se može sintetizirati na različite načine.

1. Hantzsch metoda sinteze piridina:

Formula hemijske reakcije je sljedeća:

C₅H₄BrN{0}}C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

Ovo je uobičajena metoda za sintetizaciju 2-bromo-3-piridinkarboksaldehida, sa specifičnim koracima kako slijedi:

Korak 1: Pripremite reaktante:

Pomiješajte 2-bromopiridin i malononitril u molarnom omjeru 1:2 i dodajte tioureu kao katalizator. Količina reaktanata može se podesiti po potrebi.

Korak 2: Napredak reakcije:

Dodajte reaktante dobivene miješanjem u koraku 1 u reakcionu tikvicu i nastavite sa reakcijom pod odgovarajućim reakcionim uslovima. Reakciona temperatura je obično između 150 i 200 stepeni Celzijusa, a može se koristiti suhi tok azota u uslovima{4}bez rastvarača. Vrijeme reakcije ovisi o specifičnim eksperimentalnim uvjetima, obično u rasponu od sati do dana.

U ovoj reakciji, tiourea djeluje kao katalizator, pospješujući napredak reakcije. Zbog visoke temperature reakcije može doći do stvaranja C-C veza. Konačni proizvod koji se proizvodi je 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid.

Korak 3: Hlađenje i kristalizacija:

Nakon što je reakcija završena, ohladite reakcijsku otopinu na sobnu temperaturu ili nisku temperaturu i nastavite s kristalizacijom. Kristalizacija proizvoda može se inducirati polaganim dodavanjem odgovarajućih rastvarača (kao što su etanol ili eterski rastvarači). Tokom procesa kristalizacije, proizvodi se talože iz rastvora u čvrstom obliku.

Korak 4: Pročišćavanje i sušenje:

Centrifugirajte ili filtrirajte kristalizirani proizvod da biste odvojili čvrste proizvode. Nakon odvajanja, proizvod se može oprati odgovarajućim rastvaračima kako bi se uklonile nečistoće. Na kraju, proizvod je osušen pod odgovarajućim uslovima da bi se dobio 2-bromo-3-piridin karboksaldehid visoke -čistoće.

2. Knoevenagelova reakcija kondenzacije:

Formula hemijske reakcije je sljedeća:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

U ovoj reakciji, acil i karboksilne grupe formiraju C-C vezu kroz reakciju kondenzacije. Konačni proizvod koji se proizvodi je 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid.

Konkretni koraci su sljedeći:

Korak 1: Rastvorite 2-bromopiridin i malonsku kiselinu (reprezentativna karboksilna kiselina) u odgovarajućem organskom rastvaraču. Etanol je uobičajeno rastvarač.

Korak 2: dodajte alkalni katalizator, kao što je trietilamin, kako biste potaknuli reakciju kondenzacije.

Korak 3: Zagrijati otopinu i provesti reakciju na odgovarajućoj temperaturi. Uobičajena temperatura reakcije je 80-100 stepeni Celzijusa.

Korak 4: Nakon što je reakcija završena, ohladiti otopinu i podvrgnuti tretmanu acidifikacije da bi se dobio ciljni proizvod 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid.

Korak 5: Pročistite i kristalizirajte proizvod kako biste dobili jedinjenje visoke -čistoće.

Ovo su samo dvije uobičajene metode, a postoje i mnoge druge metode sinteze za 3-piridinkarboksaldehid, 2-bromo-. Treba napomenuti da svaka metoda sinteze ima svoje specifične prednosti i primjenjivost te je potrebno prilagoditi i optimizirati prema specifičnoj situaciji u stvarnom radu.

► Sinteza inhibitora kinaze za terapiju raka

1) Pozadina

Inhibitori kinaze su klasa ciljanih lijekova protiv raka koji blokiraju aktivnost protein kinaza, enzima uključenih u ćelijsku signalizaciju i proliferaciju. Skele zasnovane na piridinu-uobičajene su u dizajnu inhibitora kinaze zbog njihove sposobnosti da imitiraju ATP-vezna mjesta. Istraživači u farmaceutskoj kompaniji nastojali su da razviju novi inhibitor koji cilja na receptor epidermalnog faktora rasta (EGFR), kinazu prekomjerno izraženu u mnogim vrstama raka.

2) Cilj

Sintetizirati jedinjenje izvedeno iz piridina- sa visokom potencijom i selektivnošću za EGFR koristeći 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid kao ključni intermedijer.

3) Eksperimentalni pristup

Sinteza osnovne strukture:

2-bromo-3-piridinkarboksaldehid je reagovao sa anilinom u etanolu pod refluksom da bi se formirao imin intermedijer putem kondenzacije.

Imin je redukovan korištenjem natrijum borhidrida (NaBH₄) da bi se dobio 2-bromo-N-fenilpiridin-3-amin, kritični gradivni blok za dalju funkcionalizaciju.

Unakrsna{0}}reakcija spajanja:

Atom broma na poziciji 2- je podvrgnut Suzuki-Miyaura kuplovanju sa derivatom borne kiseline (4-fluorofenilborna kiselina) u prisustvu paladijum(II) acetata (Pd(OAc)₂) i liganda (trifenilfosfin).

Ovaj korak je uveo fluorofenil grupu, povećavajući lipofilnost i afinitet vezivanja.

Konačna izmjena:

Aldehidna grupa je oksidirana u karboksilnu kiselinu pomoću Jonesovog reagensa (hromna kiselina u sumpornoj kiselini), dajući ciljno jedinjenje: N-(4-fluorofenil)-2-(4-fluorofenil)piridin-3-karboksamid.

4)Rezultati

Prinos: 72% u tri koraka.

biološka aktivnost:

Ovo jedinjenje inhibira aktivnost EGFR kinaze sa IC₅₀ od 12 nM u enzimskim testovima.

In vitro studije na ćelijama raka A431 (sa prekomjernom ekspresijom EGFR) pokazale su GI₅₀ (inhibiciju rasta) od 0,8 μM.

Selektivnost: jedinjenje je pokazalo 50- puta selektivnost u odnosu na druge kinaze (npr. VEGFR, CDK2), smanjujući toksičnost van cilja.

5) Implikacije

Ovaj slučaj pokazuje kako 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid omogućava brzo sklapanje kompleksnih inhibitora kinaze. Njegove aldehidne i bromne grupe pružaju ortogonalnu reaktivnost za sekvencijalnu funkcionalizaciju, strategiju koja je sada široko prihvaćena u medicinskoj hemiji.

►Funkcionalizacija grafen oksida za poboljšane kompozitne materijale

1) Pozadina

Grafen oksid (GO) je popularan materijal za ojačanje u polimernim kompozitima zbog svoje visoke mehaničke čvrstoće i električne provodljivosti. Međutim, hidrofilna priroda GO ograničava njegovu disperziju u ne-polarnim polimerima. Istraživači su pokušali kemijski modificirati GO koristeći 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid kako bi poboljšali kompatibilnost s epoksidnim smolama.

2) Cilj

Kovalentno nasaditi 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid na GO i procijeniti termička i mehanička svojstva kompozita.

3) Eksperimentalni pristup

GO Modifikacija:

GO je dispergovan u dimetilformamidu (DMF) i sonikiran 2 sata.

2-Bromo-3-piridinkarboksaldehid (5 ekv.) i natrijum hidroksid (NaOH, 10 ekv.) su dodani, započinjući reakciju nukleofilne supstitucije između GO epoksidnih grupa i aldehidnog -ugljika.

Izrada kompozita:

Modifikovani GO (GO-Py) je pomešan sa epoksidnom smolom (diglicidil eter bisfenola A, DGEBA) i učvršćivačem (trietilen tetramin, TETA).

Smjesa je očvršćena na 120 stepeni 4 sata da bi se formirao kompozitni film.

Karakterizacija:

Termička stabilnost je procijenjena termogravimetrijskom analizom (TGA).

Mehanička svojstva mjerena su ispitivanjem zatezanja.

4)Rezultati

Efikasnost presađivanja: Fourier-infracrvena spektroskopija (FTIR) potvrdila je prisustvo piridinskih prstenova na GO-Py.

Termička stabilnost:

Početna temperatura degradacije kompozita porasla je za 35 stepeni u poređenju sa nemodifikovanim GO/epoksidom.

Mehanička svojstva:

Vlačna čvrstoća je poboljšana za 22%, sa 45 MPa (nemodificirano) na 55 MPa (GO-Py).

Izduženje pri prekidu povećano je za 15%, što ukazuje na bolju raspodjelu naprezanja.

5) Implikacije

Ovaj slučaj ilustruje kako 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid može premostiti neorganske nanomaterijale i organske polimere. Aromatičnost piridinskog prstena poboljšala je međufaznu adheziju, što je princip primjenjiv na druge 2D materijale kao što je molibden disulfid (MoS₂).

► Biokonjugacija za označavanje proteina

1) Pozadina

Označavanje proteina{0}}specifično za lokaciju je od suštinskog značaja za proučavanje funkcije proteina, razvoj dijagnostike i stvaranje bioterapeutika. Aldehidna grupa u 2-bromo-3-piridinkarboksaldehidu može reagovati sa lizinskim ostacima u proteinima putem reduktivne aminacije, formirajući stabilne kovalentne veze.

2) Cilj

Označite N-terminus zelenog fluorescentnog proteina (GFP) koristeći 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid i procijenite efikasnost označavanja.

3) Eksperimentalni pristup

Reakcija konjugacije:

Rekombinantni GFP (1 mg/mL) je inkubiran sa 2-bromo-3-piridinkarboksaldehidom (10 ekv.) u fosfatnom puferu (pH 7,4) 2 sata na sobnoj temperaturi.

Dodan je natrijum cijanoborhidrid (NaBH3CN, 5 ekv.) da se imin intermedijer redukuje u stabilan amin.

pročišćavanje:

Konjugat je pročišćen upotrebom -ekskluzivne hromatografije (SEC).

Karakterizacija:

Efikasnost označavanja je kvantificirana UV-Vis ​​spektroskopijom (apsorbanca na 280 nm za protein, 340 nm za piridin).

Intenzitet fluorescencije je izmjeren za procjenu GFP aktivnosti nakon -obilježavanja.

4)Rezultati

Efikasnost označavanja: 85% GFP molekula je konjugirano, što je određeno apsorpcijom piridina.

Zadržavanje fluorescencije: Konjugat je zadržao 92% nativne fluorescencije GFP-a, što ukazuje na minimalni strukturni poremećaj.

Masena spektrometrija: ESI-MS je potvrdio povećanje mase od 185 Da (u skladu sa jednim piridinkarboksaldehidnim ostatkom po GFP).

5) Implikacije

Ova studija pokazuje korisnost 2-bromo-3-piridinkarboksaldehida u biokonjugaciji. Njegova mala veličina i reaktivnost čine ga superiornijim u odnosu na veće fluorescentne boje, koje često ometaju funkciju proteina. Slične strategije se sada koriste za obilježavanje antitijela za imunohistohemiju.

2-Bromo-3-piridinkarboksaldehid je bromovano aldehidno jedinjenje koje sadrži piridinski prsten, sa molekulskom formulom C ₆ H ₄ BrNO i molekulskom težinom od 186. 2-položaj piridinskog prstena u njegovoj strukturi je zamijenjen atomom broma, a 3-hidna grupa je povezana sa 3-hidrijskim atomom. Kao intermedijer organske sinteze, široko se koristi u istraživanju i razvoju lijekova, sintezi pesticida i znanosti o materijalima. Na primjer, u sintezi lijekova, aldehidna grupa može sudjelovati u reakcijama kondenzacije kako bi se konstruirao heterociklički skelet, dok atom broma može uvesti funkcionalne grupe kroz reakcije supstitucije, pružajući fleksibilnost dizajnu molekula lijeka.

 

Dodir s kožom: Direktan kontakt može uzrokovati crvenilo kože, svrab, plikove, a u teškim slučajevima i kontaktni dermatitis.
Mehanizam: Aldehidne grupe se kovalentno vezuju za amino grupe u proteinima kože kako bi formirale Schiffove baze, narušavajući funkciju kožne barijere; Prisustvo atoma broma može povećati njegovu lipofilnost i podstaći prodiranje u epidermalni sloj.
Dodir sa očima: Teška iritacija očiju, koja se manifestuje kao kongestija konjunktive, suzenje, fotofobija, pa čak i oštećenje epitela rožnjače.
Mehanizam: Aldehidne grupe reaguju sa proteinima rožnjače i izazivaju denaturaciju proteina, dok atomi broma mogu izazvati reakcije oksidativnog stresa i oštetiti ćelije rožnice.

 

Iritacija disajnih puteva: Udisanje pare ili prašine može izazvati iritaciju nazofarinksa, kašalj i otežano disanje. Dugotrajno izlaganje može izazvati astmu ili hroničnu opstruktivnu bolest pluća (KOPB). Aldehidne grupe se vezuju za proteine ​​u epitelnim ćelijama respiratorne sluzokože, narušavajući integritet sluzokože; Atomi broma mogu izazvati upalne reakcije proizvodnjom reaktivnih vrsta kiseonika (ROS).

 

Reakcije probavnog sistema: mučnina, povraćanje, bol u trbuhu, dijareja, au teškim slučajevima može doći do gastrointestinalnog krvarenja ili oštećenja jetre. Direktno korozivno djelovanje aldehidnih grupa na sluznicu gastrointestinalnog trakta, kao i stimulacija gastrointestinalnog trakta bromovodikom koji nastaje metabolizmom atoma broma u tijelu; Jetra, kao glavni metabolički organ, može doživjeti povišene razine transaminaza zbog oksidativnog stresa.
Akutno trovanje: Vrtoglavica, umor, zamagljena svijest, au težim slučajevima koma, konvulzije, pa čak i respiratorna i cirkulatorna insuficijencija. Aldehidne grupe ometaju nervnu provodljivost vezivanjem za receptore neurotransmitera; Atomi broma mogu inhibirati mitohondrijski respiratorni lanac, što dovodi do poremećaja metabolizma ćelijske energije.

Popularni tagovi: 2-bromo-3-piridinkarboksaldehid cas 128071-75-0, dobavljači, proizvođači, fabrika, veleprodaja, kupovina, cijena, rasuti, prodaja