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

2-brom-3-piridinkarboksaldehid (3-Piridinkarboksaldehid, 2-bromo-), kemijska formula: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, molekulska težina: 186,01 g/mol. Krutina je, obično u obliku bijelog ili gotovo bijelog kristalnog praha. Ima određenu topljivost u nekim uobičajenim organskim otapalima (kao što su diklorometan, eter, metanol, etanol itd.). Međutim, imajte na umu da njegova topljivost može varirati ovisno o temperaturi, otapalima i drugim čimbenicima. Kao važan organski spoj, ima širok raspon primjena i upotrebe. Ima važnu ulogu u područjima sinteze lijekova, sinteze pesticida, koordinacijske kemije i organskih optoelektroničkih materijala. Sintezom i funkcionalizacijom mogu se dobiti spojevi specifične strukture i svojstava koji zadovoljavaju potrebe različitih područja i primjena.

Molekularne značajke

2-Bromo-3-piridinkarboksaldehid sastoji se od šesteročlanog piridinskog prstena (aromatski heterocikl koji sadrži dušik) s dva supstituenta:

Brom (Br): snažna skupina-za privlačenje elektrona koja aktivira piridinski prsten za reakcije nukleofilne supstitucije (npr. Suzukijeva, Heckova ili Buchwald-Hartwigova spajanja).

Aldehid (-CHO): visoko reaktivna funkcionalna skupina koja sudjeluje u reakcijama kondenzacije (npr. stvaranje imina, redukcijska aminacija) i procesima oksidacije/redukcije.

Reakcijski putovi

Reaktivnost spoja proizlazi iz međusobnog djelovanja njegovih dviju funkcionalnih skupina:

Nukleofilna aromatska supstitucija (SNAr): atom broma može se zamijeniti nukleofilima (npr. aminima, tiolima ili boronskim kiselinama) u bazičnim uvjetima, što omogućuje uvođenje različitih supstituenata.

Reakcije kondenzacije: Aldehidna skupina reagira s primarnim aminima da bi se formirali imini, koji se mogu reducirati u sekundarne amine pomoću redukcijskih sredstava poput natrijevog borohidrida (NaBH₄).

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

Reakcije unakrsnog-kupiranja: atom broma sudjeluje u-kataliziranom spajanju paladijem (npr. Suzuki, Sonogashira) da bi se formirale veze ugljik-ugljik ili ugljik-heteroatom.

Ovi putovi čine 2-brom-3-piridinkarboksaldehid okosnicu u višestupanjskim sintezama, gdje je potrebna sekvencijalna funkcionalizacija.

To je složeni organski spoj koji se može sintetizirati različitim putovima.

1. Hantzschova metoda sinteze piridina:

Formula kemijske reakcije je sljedeća:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

Ovo je često korištena metoda za sintezu 2-brom-3-piridinkarboksaldehida, sa sljedećim specifičnim koracima:

Korak 1: Pripremite reaktante:

Pomiješajte 2-bromopiridin i malononitril u molarnom omjeru 1:2, te dodajte tioureu kao katalizator. Količina reaktanata može se prilagoditi prema potrebi.

Korak 2: Napredak reakcije:

Dodajte reaktante dobivene miješanjem u koraku 1 u reakcijsku tikvicu i nastavite s reakcijom pod odgovarajućim reakcijskim uvjetima. Reakcijska temperatura je obično između 150 i 200 stupnjeva Celzija, a može se koristiti protok suhog dušika u uvjetima bez-otapala. Vrijeme reakcije ovisi o specifičnim eksperimentalnim uvjetima, obično u rasponu od sati do dana.

U ovoj reakciji, tiourea djeluje kao katalizator, pospješujući napredovanje reakcije. Zbog visoke temperature reakcije može doći do stvaranja C-C veza. Konačni proizvedeni proizvod je 2-brom-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 potaknuti polaganim dodavanjem odgovarajućih otapala (kao što su etanol ili eterska otapala). Tijekom procesa kristalizacije produkti se talože iz otopine u krutom obliku.

Korak 4: Pročišćavanje i sušenje:

Centrifugirajte ili filtrirajte kristalizirani proizvod kako biste odvojili čvrste proizvode. Nakon odvajanja, proizvod se može isprati odgovarajućim otapalima kako bi se uklonile nečistoće. Konačno, proizvod je osušen pod odgovarajućim uvjetima kako bi se dobio 2-Bromo-3-piridin karboksaldehid visoke-čistoće.

2. Knoevenagelova reakcija kondenzacije:

Formula kemijske reakcije je sljedeća:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

U ovoj reakciji, acilne i karboksilne skupine tvore C-C vezu reakcijom kondenzacije. Konačni proizvedeni proizvod je 2-brom-3-piridinkarboksaldehid.

Konkretni koraci su sljedeći:

Korak 1: Otopite 2-brompiridin i malonsku kiselinu (reprezentativna karboksilna kiselina) u odgovarajućem organskom otapalu. Etanol je često korišteno otapalo.

Korak 2: dodajte alkalni katalizator, kao što je trietilamin, za poticanje reakcije kondenzacije.

Korak 3: Zagrijte otopinu i izvedite reakciju na odgovarajućoj temperaturi. Obično korištena temperatura reakcije je 80-100 stupnjeva Celzijusa.

Korak 4: Nakon što je reakcija završena, ohladite otopinu i podvrgnite se tretmanu zakiseljavanjem da se dobije ciljni produkt 2-brom-3-piridinkarboksaldehid.

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

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

► Sinteza inhibitora kinaze za terapiju raka

1) Pozadina

Inhibitori kinaze su klasa ciljanih lijekova protiv raka koji blokiraju aktivnost protein kinaza, enzima uključenih u staničnu signalizaciju i proliferaciju. Skele-na bazi piridina uobičajene su u dizajnu inhibitora kinaze zbog svoje sposobnosti oponašanja ATP-veznih mjesta. Istraživači u jednoj farmaceutskoj tvrtki nastojali su razviti novi inhibitor koji cilja na receptor epidermalnog faktora rasta (EGFR), kinazu koja je prekomjerno izražena u mnogim vrstama raka.

2) Cilj

Sintetizirajte spoj-izveden iz piridina s visokom snagom i selektivnošću za EGFR koristeći 2-brom-3-piridinkarboksaldehid kao ključni intermedijer.

3) Eksperimentalni pristup

Sinteza osnovne strukture:

2-Bromo-3-piridinkarboksaldehid je reagirao s anilinom u etanolu pod refluksom da bi se formirao iminski intermedijer putem kondenzacije.

Imin je reduciran upotrebom natrijevog borohidrida (NaBH4) kako bi se dobio 2-bromo-N-fenilpiridin-3-amin, ključni građevni blok za daljnju funkcionalizaciju.

Reakcija unakrsnog-spajanja:

Atom broma na položaju 2- prošao je Suzuki-Miyaura spajanje s derivatom borne kiseline (4-fluorofenilborna kiselina) u prisutnosti paladij(II) acetata (Pd(OAc)₂) i liganda (trifenilfosfina).

Ovaj korak uvodi fluorofenilnu skupinu, povećavajući lipofilnost i afinitet vezanja.

Konačna izmjena:

Aldehidna skupina je oksidirana u karboksilnu kiselinu korištenjem Jonesovog reagensa (kromna kiselina u sumpornoj kiselini), dajući ciljni spoj: N-(4-fluorofenil)-2-(4-fluorofenil)piridin-3-karboksamid.

4) Rezultati

Prinos: 72% u tri koraka.

Biološka aktivnost:

Spoj je inhibirao aktivnost EGFR kinaze s IC50 od 12 nM u enzimskim testovima.

Studije in vitro na stanicama raka A431 (prekomjerno izražavaju EGFR) pokazale su GI₅₀ (inhibicija rasta) od 0,8 μM.

Selektivnost: Spoj je pokazao 50-struku selektivnost u odnosu na druge kinaze (npr. VEGFR, CDK2), smanjujući toksičnost izvan cilja.

5) Implikacije

Ovaj slučaj pokazuje kako 2-brom-3-piridinkarboksaldehid omogućuje brzo sastavljanje kompleksnih inhibitora kinaze. Njegove aldehidne i bromne skupine osiguravaju ortogonalnu reaktivnost za sekvencijalnu funkcionalizaciju, strategiju koja je danas široko prihvaćena u medicinskoj kemiji.

►Funkcionalizacija grafen oksida za poboljšane kompozitne materijale

1) Pozadina

Grafen oksid (GO) popularan je materijal za pojačanje u polimernim kompozitima zbog svoje visoke mehaničke čvrstoće i električne vodljivosti. Međutim, hidrofilna priroda GO-a ograničava njegovu disperziju u ne-polarnim polimerima. Istraživači su nastojali kemijski modificirati GO pomoću 2-brom-3-piridinkarboksaldehida kako bi poboljšali kompatibilnost s epoksidnim smolama.

2) Cilj

Kovalentno presadite 2-brom-3-piridinkarboksaldehid na GO i procijenite toplinska i mehanička svojstva kompozita.

3) Eksperimentalni pristup

GO izmjena:

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

Dodani su 2-brom-3-piridinkarboksaldehid (5 ekv.) i natrijev hidroksid (NaOH, 10 ekv.), čime je pokrenuta reakcija nukleofilne supstitucije između GO-ovih epoksidnih skupina i aldehidnog -ugljika.

Izrada kompozita:

Modificirani GO (GO-Py) pomiješan je s epoksi smolom (diglicidil eter bisfenola A, DGEBA) i učvršćivačem (trietilen tetramin, TETA).

Smjesa je otvrdnjavana na 120 stupnjeva 4 sata kako bi se formirao kompozitni film.

Karakterizacija:

Toplinska stabilnost procijenjena je pomoću termogravimetrijske analize (TGA).

Mehanička svojstva mjerena su ispitivanjem vlačnosti.

4) Rezultati

Učinkovitost cijepljenja: Infracrvena spektroskopija s Fourier-transformacijom (FTIR) potvrdila je prisutnost piridinskih prstenova na GO-Py.

Toplinska stabilnost:

Početna temperatura razgradnje kompozita porasla je za 35 stupnjeva u usporedbi s nemodificiranim GO/epoksidom.

Mehanička svojstva:

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

Istezanje pri prekidu povećalo se za 15%, što ukazuje na bolju raspodjelu naprezanja.

5) Implikacije

Ovaj slučaj ilustrira kako 2-brom-3-piridinkarboksaldehid može premostiti anorganske nanomaterijale i organske polimere. Aromatičnost piridinskog prstena pojačala je adheziju na površini, što je princip primjenjiv na druge 2D materijale poput molibden disulfida (MoS₂).

► Biokonjugacija za označavanje proteina

1) Pozadina

Označavanje proteina-specifično za mjesto bitno je za proučavanje funkcije proteina, razvoj dijagnostike i stvaranje bioterapeutika. Aldehidna skupina u 2-brom-3-piridinkarboksaldehidu može reagirati s reziduama lizina u proteinima reduktivnom aminacijom, stvarajući stabilne kovalentne veze.

2) Cilj

Označite N-kraj zelenog fluorescentnog proteina (GFP) pomoću 2-brom-3-piridinkarboksaldehida i procijenite učinkovitost označavanja.

3) Eksperimentalni pristup

Reakcija konjugacije:

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

Dodan je natrijev cijanoborohidrid (NaBH3CN, 5 ekv.) da se reducira iminski međuprodukt u stabilni amin.

Pročišćavanje:

Konjugat je pročišćen korištenjem -ekskluzione kromatografije (SEC).

Karakterizacija:

Učinkovitost označavanja kvantificirana je pomoću UV-Vis ​​spektroskopije (apsorpcija na 280 nm za protein, 340 nm za piridin).

Intenzitet fluorescencije mjeren je za procjenu GFP aktivnosti nakon-označavanja.

4) Rezultati

Učinkovitost označavanja: 85% GFP molekula bilo je konjugirano, što je određeno apsorbancijom piridina.

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

Masena spektrometrija: ESI-MS potvrdila je povećanje mase od 185 Da (u skladu s jednom piridinkarboksaldehidnom ostatkom po GFP-u).

5) Implikacije

Ova studija pokazuje korisnost 2-brom-3-piridinkarboksaldehida u biokonjugaciji. Njegova mala veličina i reaktivnost čine ga boljim od većih fluorescentnih boja, koje često ometaju funkciju proteina. Slične strategije se sada koriste za označavanje antitijela za imunohistokemiju.

2-Bromo-3-piridinkarboksaldehid je bromirani aldehidni spoj koji sadrži piridinski prsten, molekulske formule C ₆ H ₄ BrNO i molekulske težine 186. Položaj 2 piridinskog prstena u njegovoj strukturi zamijenjen je atomom broma, a položaj 3 povezan je s aldehidnom skupinom, što mu daje jedinstvena kemijska svojstva. Kao intermedijer organske sinteze, široko se koristi u istraživanju i razvoju lijekova, sintezi pesticida i znanosti o materijalima. Na primjer, u sintezi lijekova, aldehidna skupina može sudjelovati u reakcijama kondenzacije za konstruiranje heterocikličkog kostura, dok atom broma može uvesti funkcionalne skupine kroz supstitucijske reakcije, pružajući fleksibilnost za dizajn molekule lijeka.

 

Dodir s kožom: Izravan kontakt može uzrokovati crvenilo kože, svrbež, mjehuriće i u teškim slučajevima kontaktni dermatitis.
Mehanizam: aldehidne skupine kovalentno se vežu s amino skupinama u proteinima kože i tvore Schiffove baze, ometajući funkciju barijere kože; Prisutnost atoma broma može povećati njegovu lipofilnost i potaknuti prodiranje u epidermalni sloj.
Dodir s očima: jaka iritacija očiju, koja se očituje kao kongestija konjunktive, suzenje, fotofobija, pa čak i oštećenje epitela rožnice.
Mehanizam: aldehidne skupine reagiraju s proteinima rožnice uzrokujući denaturaciju proteina, dok atomi broma mogu potaknuti reakcije oksidativnog stresa i oštetiti stanice rožnice.

 

Nadraživanje dišnog sustava: Udisanje para ili prašine može izazvati iritaciju nazofarinksa, kašalj i otežano disanje. Dugotrajna izloženost može izazvati astmu ili kroničnu opstruktivnu plućnu bolest (KOPB). Aldehidne skupine vežu se za proteine ​​u epitelnim stanicama respiratorne sluznice, narušavajući cjelovitost sluznice; Atomi broma mogu izazvati upalne reakcije stvaranjem reaktivnih kisikovih vrsta (ROS).

 

Reakcije probavnog sustava: mučnina, povraćanje, bolovi u trbuhu, proljev, au težim slučajevima može doći do gastrointestinalnog krvarenja ili oštećenja jetre. Izravni korozivni učinak aldehidnih skupina na gastrointestinalnu sluznicu, kao i stimulacija gastrointestinalnog trakta bromovodikom nastalim 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 zatajenje disanja i cirkulacije. Aldehidne skupine ometaju živčano provođenje vezanjem na receptore neurotransmitera; Atomi broma mogu inhibirati dišni lanac mitohondrija, što dovodi do poremećaja metabolizma stanične energije.

Popularni tagovi: 2-brom-3-piridinkarboksaldehid cas 128071-75-0, dobavljači, proizvođači, tvornica, veleprodaja, kupovina, cijena, rasuto, na prodaju