3-bromoizonikotinska kiselinaje organski spoj molekulske formule C6H4BrNO2 i molekulske mase 202,01 g/mol. Obično u obliku žutog ili bijelog kristalnog praha, može se otopiti u nekim organskim otapalima kao što su etanol, dimetil sulfoksid i kloroform. Na sobnoj temperaturi je u krutom stanju. Topivost u vodi je relativno niska, oko 0,5 g/L. Međutim, u organskim otapalima kao što su etanol i dimetil sulfoksid, ima visoku topljivost. Ova karakteristika topljivosti ključna je za pripremu i obradu proizvoda. Ima sposobnost upijanja i emitiranja svjetlosti unutar UV vidljivog spektralnog raspona.
Može pokazivati različite stupnjeve fluorescencije, a njegova fluorescentna svojstva mogu se promijeniti uvođenjem supstituentskih skupina. Molekularna struktura sadrži funkcionalne skupine kao što su benzenski prsten, piridinski prsten i karboksilna skupina. Ove funkcionalne skupine daju im raznoliku reaktivnost i svojstva, dajući im veliku fleksibilnost u pripremi i primjeni. Ima piridinske prstenove i funkcionalne skupine karboksilne kiseline, koje mogu poslužiti kao ligandi za metalne komplekse. S metalnim ionima stvara stabilne komplekse i ima važnu ulogu u katalitičkim reakcijama. Ovi metalni kompleksi mogu se primijeniti u područjima kao što su katalizatori, fluorescentne sonde i znanost o materijalima.
|
Kemijska formula |
C6H4BrNO2 |
|
Točna misa |
201 |
|
Molekularna težina |
202 |
|
m/z |
201 (100.0%), 203 (97.3%), 202 (6.5%), 204 (6.3%) |
|
Elementarna analiza |
C, 35,68; H, 2,00; Br, 39,56; N, 6,93; O, 15.84 |
Molekulska formula 3-bromoizopinske kiseline je C6H4BrNO2, koja sadrži funkcionalne skupine kao što su benzenski prsten, piridinski prsten i karboksilna skupina. Slijedi analiza njegove strukture ugljikove veze:
Ugljikove veze u benzenskom prstenu:
U benzenskom prstenu 3-bromoizopinske kiseline postoji ukupno 6 atoma ugljika povezanih u kružnu strukturu. Svaki atom ugljika nastaje između dva susjedna atoma ugljika u ključu σ. Ove ugljikove veze su kovalentne veze koje nastaju dijeljenjem dva elektronska para. Budući da benzenski prsten ima aromatska svojstva, ugljik ugljik veze postoje u konjugiranim sustavima. Konjugirani π elektroni mogu se slobodno kretati cijelim prstenom, stabilizirajući benzenski prsten i posjedujući jedinstvena kemijska svojstva.
Ugljikove veze u piridinskom prstenu:
Struktura 3-bromoizopinske kiseline također uključuje piridinski prsten, koji se sastoji od jednog atoma dušika i četiri atoma ugljika. Atom dušika tvori sigma vezu s dva susjedna atoma ugljika i vodikovu vezu s atomom vodika. Veza ugljik ugljik u piridinskom prstenu također pokazuje konjugirani sustav, sličan benzenskom prstenu. Zbog prisutnosti usamljenog para elektrona u piridinskom prstenu, može se koristiti kao elektrofilni reagens u kemijskim reakcijama.
Ugljikove veze u karboksilnim skupinama:
Struktura 3-bromoizopinske kiseline također sadrži karboksilnu skupinu (- COOH). Atom ugljika u karboksilnoj skupini tvori vezu s atomom kisika u karboksilnoj skupini, dok drugi atom kisika tvori polarnu vezu s atomom vodika u karboksilnoj skupini. Ova veza ugljik kisik ima visoku polarnost i karakteristika je kiselih spojeva.
|
|
|
1. Farmaceutski međuproizvodi: lijekovi protiv-tuberkuloze i-infektivni lijekovi
Kao derivat izonikotinske kiseline,3-bromoizonikotinska kiselinasluži kao ključni prekursor za lijekove protiv-tuberkuloze. Njegova karboksilna skupina može se kondenzirati u amide, hidrazide i druge derivate, koji uvelike pojačavaju anti-tuberkuloznu aktivnost i sposobnost inhibicije otpornosti na lijekove. Atom broma može uvesti arilne i heterocikličke skupine reakcijama spajanja kao što su Suzuki i Heck, omogućujući pripremu nove-generacije kinolonskih antibakterijskih i antifungalnih sredstava s poboljšanim farmakokinetičkim svojstvima.
Štoviše, derivati It-a pokazuju izvrsnu učinkovitost u razvoju lijekova protiv-tumora. Djeluju kao temeljni gradivni blokovi za inhibitore tirozin kinaze i HDAC inhibitore, suzbijajući proliferaciju tumora reguliranjem staničnih ciklusa i apoptotskih puteva.
2. Organska sinteza: konstrukcija heterocikla i katalitički građevni blokovi
To je svestrani gradivni blok za heterocikličku pripremu. Atom broma lako sudjeluje u nukleofilnoj supstituciji, metalizaciji i reakcijama križnog -kuplanja, dok se karboksilna skupina može pretvoriti u aktivne dijelove uključujući estere, amide i kiselinske kloride.
Naširoko se koristi za konstruiranje spojenih heterocikla kao što su piridopirimidini i piridoimidazoli i primjenjuje se u ukupnoj pripremi prirodnih proizvoda i uspostavljanju molekularnih biblioteka lijekova. U katalitičkoj kemiji može funkcionirati kao prekursor liganda za stvaranje kompleksa s metalima poput paladija i bakra. Ovi se kompleksi primjenjuju u C–H aktivaciji, asimetričnoj katalizi i drugim reakcijama za poboljšanje katalitičke učinkovitosti i selektivnosti.
3. Znanost o materijalima: Funkcionalni polimeri i optoelektronički materijali
Može se polimerizirati putem polikondenzacije kako bi se proizveli funkcionalni polimeri- koji sadrže piridin kao što su poliamidi, poliesteri i konjugirani polimeri, koji posjeduju izvanrednu toplinsku stabilnost, mehaničku čvrstoću i optoelektronička svojstva. Njegovi derivati mogu se koristiti kao materijali za organske svjetlo-diode (OLED) i fluorescentne sonde. Konjugirana struktura piridinskog prstena omogućuje učinkovitu luminiscenciju i specifično molekularno prepoznavanje. Osim toga, usvojena je za izradu metalnih-organskih okvira (MOF). Djelujući kao organski ligand, koordinira se s metalnim ionima za izgradnju poroznih materijala koji imaju funkcije adsorpcije plina, katalize i-produženog otpuštanja lijeka.
4. Agrokemija: Regulatori rasta biljaka i pesticidi
Njegovi derivati pokazuju aktivnost regulacije rasta biljaka. Oni reguliraju ravnotežu fitohormona uključujući auksine i gibereline, kako bi pospješili rast usjeva i otpornost na stres. U međuvremenu, ova kemikalija djeluje kao intermedijer pesticida za sintezu visoko-učinkovitih i nisko-toksičnih herbicida, insekticida i fungicida. Ovi proizvodi imaju kontrolne učinke ometanjem živčanog sustava štetočina i metaboličkih puteva patogenih bakterija, a odlikuju se prihvatljivošću za okoliš i malim rizikom od rezistencije na lijekove.
I. Glavna metoda industrijske sinteze: oksidacija 3-brom-4-metilpiridina
Trenutno dominantan industrijski proces za proizvodnju3-bromoizonikotinska kiselinaje oksidacija 3-bromo-4-metilpiridina. Ovaj zreli put ima visoku selektivnost reakcije, malo nusproizvoda i izvrsnu čistoću proizvoda, te je u potpunosti primjenjiv na komercijalnu proizvodnju velikih razmjera.
Cijeli proces sastoji se od dvije osnovne faze: priprema bromiranog prekursora i oksidacija metilne skupine u karboksilnu skupinu, uz blage reakcijske uvjete i vrhunsku kontrolu tijekom cijelog procesa.
Prva faza je sinteza prekursora. Upotrebom jeftinog-i lako dostupnog 4-metilpiridina kao početnog materijala i tekućeg broma kao bromirajućeg sredstva, bromacija-specifična za mjesto provodi se pod refluksom pri konstantnoj temperaturi. Reguliranjem omjera doziranja broma i reakcijske temperature, suzbija se neželjeno bromiranje na drugim položajima piridinskog prstena, tako da se maksimalno poveća prinos 3-bromiranog produkta.
Po završetku reakcije, smjesa se ohladi na sobnu temperaturu i ugasi s ledenom vodom. Dodana je otopina natrijevog hidroksida za neutralizaciju sustava. Nakon toga se izvode višestruke ekstrakcije etil acetatom, sušenje iznad bezvodnog natrijevog sulfata i vakuumska destilacija kako bi se dobio 3-brom-4-metilpiridin visoke -čistoće. Prinos u ovom koraku ostaje postojano iznad 60%.
Drugi stupanj je katalitička oksidacija. Pročišćeni 3-brom-4-metilpiridin se otopi u deioniziranoj vodi, nakon čega slijedi dodavanje kompozitnog katalizatora kobalt-bakar. Smjesa se zagrijava na 85-90 stupnjeva, a kisik pri atmosferskom tlaku kontinuirano se uvodi kako bi se provela oksidacija, koja selektivno pretvara metilnu skupinu na piridinskom prstenu u karboksilnu skupinu.
Nakon reakcije, čvrsti katalizator se ukloni vrućim filtriranjem da se dobije bistri filtrat. Filtrat se polagano podešava na slabu kiselost, što dovodi do masivnog taloženja bijele sirove krutine. Sirovi produkt se dalje pročišćava rekristalizacijom iz acetona i suši pod vakuumom kako bi se uklonile nečistoće, dajući proizvod visoke -čistoće. Prinos ovog koraka oksidacije doseže približno 88%. Ukupni prinos i čistoća proizvoda procesa u potpunosti zadovoljavaju standarde industrijske proizvodnje.
II. Pomoćne sintetske metode za laboratorijsku upotrebu
Dva laka sintetička puta obično se prihvaćaju za-laboratorijsku pripremu u malim razmjerima. Prvi je izravno bromiranje izonikotinske kiseline. N-bromosukcinimid (NBS) koristi se kao blago bromirajuće sredstvo, a reakcija se odvija na sobnoj temperaturi u sustavu kiselog otapala.
Ova metoda zahtijeva jednostavan rad i osnovnu opremu, ali ne pokazuje regioselektivnost i ima tendenciju stvaranja polibromiranih nus-proizvoda, što dovodi do teškog pročišćavanja i iskorištenja ispod 40%. Prikladan je samo za preliminarno eksperimentalno istraživanje.
Druga metoda je litijacija i karboksilacija na-niskoj temperaturi. Počevši od 3-bromopiridina, litijacija specifična za mjesto- provodi se pod ultraniskom temperaturom s jakom baznim butillitijem, nakon čega slijedi karboksilacija uvođenjem ugljičnog dioksida.
Ovaj put ima manje koraka, ali zahtijeva skupe reagense i oštre reakcijske uvjete s niskom tolerancijom grešaka. Koristi se samo za pripremu malih količina uzoraka visoke-čistoće i ne može se prilagoditi za industrijsku proizvodnju.
Istraživanje i razvoj3-bromoizonikotinska kiselinaproizašlo je iz sustavnog istraživanja heterocikličkih kemikalija-na bazi izonikotinske kiseline u 20. stoljeću. Početkom 1900-ih uspješno je sintetizirana izonikotinska kiselina. Otkrivene su njegove izvanredne biološke aktivnosti, što ga je učinilo temeljnom skelom za razvoj lijekova protiv -tuberkuloze i potaknulo procvat istraživanja derivata piridin karboksilne kiseline.
S napretkom farmaceutskih i kemijskih tehnologija, istraživači su otkrili da izvorna izonikotinska kiselina pati od ograničene strukturne stabilnosti i nekoliko mjesta za derivatizaciju, što nije uspjelo ispuniti zahtjeve istraživanja i razvoja za nove lijekove.
U skladu s tim, učinjeni su napori da se modificira piridinski prsten putem halogene supstitucije kako bi se optimizirala biološka aktivnost i kemijska stabilnost kemikalije.
Šezdesetih godina prošlog stoljeća istraživači su prvi put pokušali modificirati izonikotinsku kiselinu bromiranjem, što je označilo službeni početak posvećenog istraživanja o njoj. U ranoj fazi postignuta je samo preliminarna sinteza. Nezreo proces doveo je do slabe regioselektivnosti reakcije bromiranja, obilnih nus-proizvoda, kao i izrazito niske čistoće proizvoda i prinosa. Kemikalija se mogla proizvoditi samo u tragovima za laboratorijsku upotrebu, a daljnja istraživanja o njezinim svojstvima i primjeni bila su ograničena. Od 1970-ih do 1980-ih tehnologija organske sinteze prolazila je kontinuiranu nadogradnju.
Istraživači su napustili metodu izravnog bromiranja i razvili sintetski put putem oksidacije prekursora, što je uvelike poboljšalo čistoću proizvoda i prinos te omogućilo njegovu stabilnu proizvodnju.
Nakon 1990-ih, sazrijevanje tehnologije katalize unakrsnog spajanja u potpunosti je otključalo njen potencijal za derivatizaciju. Od 21. stoljeća, potaknuti brzim rastom biomedicine i funkcionalnih materijala,-provedene su dubinske studije o njemu kao svestranom heterocikličkom građevnom bloku. Sada je postao jedan od ključnih intermedijera u finom kemijskom inženjerstvu i farmaceutskoj pripremi.
Njegova molekula sadrži tri glavne reaktivne strukture: piridinski prsten, atom broma na poziciji 3 i karboksilnu skupinu na poziciji 4. Ima visoku kemijsku reaktivnost, a njegove funkcionalne skupine mogu proći kroz širok raspon klasičnih organskih reakcija.
Karboksilna skupina pokazuje opća svojstva karboksilnih kiselina. Može se podvrgnuti esterifikaciji i amidaciji kataliziranoj kiselinama ili kondenzacijskim agensima, te se reducirati u hidroksimetil redukcijskim agensima kao što je litij aluminij hidrid. Uz relativno jaku kiselost, može se neutralizirati alkalijama kako bi se stvorile soli u vodenim i alkoholnim otopinama.
-Atom broma vezan za prsten služi kao ključno reaktivno mjesto. Sudjeluje u paladijem-kataliziranom Suzuki spajanju i Buchwald-Hartwig aminaciji, a također se može supstituirati nukleofilnim skupinama uključujući cijano i alkiltio skupine. Stoga je naširoko korišten građevni blok za sintezu polisupstituiranih derivata piridina.
Atom dušika na piridinskom prstenu pokazuje slabu alkalnost i može tvoriti soli s anorganskim kiselinama. Ukupna gustoća elektrona piridinskog prstena je niska, što ga čini osjetljivim na reakcije elektrofilne supstitucije kao što su nitracija i sekundarna halogenacija.
Ova kemikalija održava dobru kemijsku stabilnost u krutom stanju na sobnoj temperaturi. Kada se čuva u suhom, zatvorenom i tamnom okruženju, njegova čistoća ne pokazuje očigledan pad unutar nekoliko mjeseci. Ima umjerenu otpornost na toplinu i rijetko se raspada unutar raspona temperature taljenja. Međutim, produljeno zagrijavanje na visokim temperaturama postupno će uzrokovati debromiranje i dekarboksilaciju, stvarajući nusproizvode-na bazi-piridina.
Otporan je na slabe kiseline i slabe baze, a njegova matična struktura ostaje netaknuta pod djelovanjem razrijeđenih kiselina i slabih baza na sobnoj temperaturi. Ipak, koncentrirane jake lužine ili visoko{1}}temperaturni jako alkalni uvjeti imaju tendenciju potaknuti hidrolizu atoma broma, dok produljeni refluks u koncentriranim jakim kiselinama dovodi do dekarboksilacije.
Kemikalija je osjetljiva na svjetlost. Dugotrajno-izlaganje ultraljubičastom ili sunčevom svjetlu uzrokovat će postupnu fotolizu, što će dovesti do gubitka broma, promjene boje i smanjenja čistoće.
Osim toga, sklon je reagirati s jakim oksidansima i jakim redukcijskim agensima, a ko-skladištenje s takvim tvarima ubrzat će propadanje. Stabilno se otapa u uobičajenim organskim otapalima uključujući metanol, DMF i DMSO na sobnoj temperaturi, ali ipak dolazi do spore razgradnje kada se otopina zagrijava dulje vrijeme.
FAQ
1. Koja su glavna kemijska svojstva 3-bromoizonske kiseline?
+
-
Pokazuje dvostruku reaktivnost karboksilne kiseline i halogeniranih aromatskih ugljikovodika. Karboksilna skupina može tvoriti estere i amide, a atom broma može sudjelovati u nukleofilnoj supstituciji i metal-kataliziranim reakcijama spajanja.
2. Kako se obično skladišti?
+
-
Treba ga čuvati u zatvorenoj posudi na hladnom, suhom i tamnom mjestu. Preporuča se održavati temperaturu između 2 i 8 stupnjeva Celzijevih kako bi se održala njegova kemijska stabilnost i spriječilo raspadanje.
3. Koja je glavna uloga atoma broma u sintezi?
+
-
Atom broma djeluje kao funkcionalna skupina za pozicioniranje i aktivaciju, olakšavajući uvođenje drugih skupina reakcijama spajanja (kao što su Suzuki, Buchwald-Hartwig), čime se omogućuje učinkovita konstrukcija složenih molekularnih struktura.
Popularni tagovi: 3-bromoizonikotinska kiselina cas 13959-02-9, dobavljači, proizvođači, tvornica, veleprodaja, kupnja, cijena, rasuto, na prodaju