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

2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd(3-Pyridincarboxaldehyd, 2-Brom-), chemische Formel: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, Molekulargewicht: 186,01 g/mol. Es ist ein Feststoff, meist in Form eines weißen oder fast weißen kristallinen Pulvers. Es hat eine gewisse Löslichkeit in einigen gängigen organischen Lösungsmitteln (wie Dichlormethan, Ether, Methanol, Ethanol usw.). Bitte beachten Sie jedoch, dass die Löslichkeit je nach Temperatur, Lösungsmitteln und anderen Faktoren variieren kann. Als wichtige organische Verbindung hat es ein breites Anwendungs- und Verwendungsspektrum. Es spielt eine wichtige Rolle in den Bereichen Arzneimittelsynthese, Pestizidsynthese, Koordinationschemie und organische optoelektronische Materialien. Durch Synthese und Funktionalisierung können Verbindungen mit spezifischen Strukturen und Eigenschaften erhalten werden, um den Anforderungen verschiedener Bereiche und Anwendungen gerecht zu werden.

Molekulare Merkmale

2-Brom-3-Pyridincarboxaldehyd besteht aus einem sechsgliedrigen Pyridinring (einem stickstoffhaltigen aromatischen Heterozyklus) mit zwei Substituenten:

Brom (Br): Eine stark elektronenziehende Gruppe, die den Pyridinring für nukleophile Substitutionsreaktionen aktiviert (z. B. Suzuki-, Heck- oder Buchwald{3}}Hartwig-Kupplungen).

Aldehyd (-CHO): Eine hochreaktive funktionelle Gruppe, die an Kondensationsreaktionen (z. B. Iminbildung, reduktive Aminierung) und Oxidations-/Reduktionsprozessen beteiligt ist.

Reaktionswege

Die Reaktivität der Verbindung beruht auf dem Zusammenspiel ihrer beiden funktionellen Gruppen:

Nukleophile aromatische Substitution (SNAr): Das Bromatom kann unter basischen Bedingungen durch Nukleophile (z. B. Amine, Thiole oder Boronsäuren) ersetzt werden, was die Einführung verschiedener Substituenten ermöglicht.

Kondensationsreaktionen: Die Aldehydgruppe reagiert mit primären Aminen unter Bildung von Iminen, die mit Reduktionsmitteln wie Natriumborhydrid (NaBH₄) zu sekundären Aminen reduziert werden können.

Oxidation/Reduktion: Der Aldehyd kann zu einer Carbonsäure oxidiert (mit Jones-Reagenz) oder zu einem Alkohol reduziert werden (mit NaBH₄).

Kreuz-Kupplungsreaktionen: Das Bromatom nimmt an Palladium-katalysierten Kupplungen teil (z. B. Suzuki, Sonogashira), um Kohlenstoff-Kohlenstoff- oder Kohlenstoff{5}}-Heteroatombindungen zu bilden.

Diese Wege machen 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd zu einem Dreh- und Angelpunkt in mehrstufigen Synthesen, bei denen eine sequentielle Funktionalisierung erforderlich ist.

Es handelt sich um eine komplexe organische Verbindung, die auf verschiedenen Wegen synthetisiert werden kann.

1. Hantzsch-Pyridin-Synthesemethode:

Die chemische Reaktionsformel lautet wie folgt:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

Dies ist eine häufig verwendete Methode zur Synthese von 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd, mit den folgenden spezifischen Schritten:

Schritt 1: Reaktanten vorbereiten:

Mischen Sie 2-Brompyridin und Malononitril im Molverhältnis 1:2 und geben Sie Thioharnstoff als Katalysator hinzu. Die Menge der Reaktanten kann je nach Bedarf angepasst werden.

Schritt 2: Reaktionsfortschritt:

Geben Sie die durch Mischen in Schritt 1 erhaltenen Reaktanten in den Reaktionskolben und führen Sie die Reaktion unter geeigneten Reaktionsbedingungen durch. Die Reaktionstemperatur liegt normalerweise zwischen 150 und 200 Grad Celsius, und es kann ein trockener Stickstoffstrom unter lösungsmittelfreien Bedingungen verwendet werden. Die Reaktionszeit hängt von den spezifischen Versuchsbedingungen ab und liegt normalerweise zwischen Stunden und Tagen.

Bei dieser Reaktion fungiert Thioharnstoff als Katalysator und fördert den Reaktionsfortschritt. Aufgrund der hohen Reaktionstemperatur kann es zur Bildung von C-C-Bindungen kommen. Das Endprodukt ist 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd.

Schritt 3: Abkühlung und Kristallisation:

Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, kühlen Sie die Reaktionslösung auf Raumtemperatur oder niedrige Temperatur ab und fahren Sie mit der Kristallisation fort. Die Kristallisation des Produkts kann durch langsame Zugabe geeigneter Lösungsmittel (wie Ethanol oder Etherlösungsmittel) induziert werden. Beim Kristallisationsprozess fallen die Produkte in fester Form aus der Lösung aus.

Schritt 4: Reinigung und Trocknung:

Zentrifugieren oder filtrieren Sie das kristallisierte Produkt, um feste Produkte abzutrennen. Nach der Trennung kann das Produkt mit geeigneten Lösungsmitteln gewaschen werden, um Verunreinigungen zu entfernen. Abschließend wurde das Produkt unter geeigneten Bedingungen getrocknet, um hochreines 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd zu erhalten.

2. Knoevenagel-Kondensationsreaktion:

Die chemische Reaktionsformel lautet wie folgt:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

Bei dieser Reaktion bilden Acyl- und Carboxylgruppen durch eine Kondensationsreaktion eine C-C-Bindung. Das Endprodukt ist 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd.

Die spezifischen Schritte sind wie folgt:

Schritt 1: 2-Brompyridin und Malonsäure (repräsentative Carbonsäure) in einem geeigneten organischen Lösungsmittel auflösen. Ethanol ist ein häufig verwendetes Lösungsmittel.

Schritt 2: Fügen Sie einen alkalischen Katalysator wie Triethylamin hinzu, um die Kondensationsreaktion zu fördern.

Schritt 3: Erhitzen Sie die Lösung und führen Sie die Reaktion bei einer geeigneten Temperatur durch. Die üblicherweise verwendete Reaktionstemperatur beträgt 80–100 Grad Celsius.

Schritt 4: Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, kühlen Sie die Lösung ab und unterziehen Sie sie einer Ansäuerungsbehandlung, um das Zielprodukt 2-Brom-3-pyridincarboxaldehid zu erzeugen.

Schritt 5: Reinigen und kristallisieren Sie das Produkt, um eine hochreine Verbindung zu erhalten.

Dies sind nur zwei gängige Methoden, und es gibt viele andere Synthesemethoden für 3-Pyridincarboxaldehyd, 2-Brom-. Es ist zu beachten, dass jede Synthesemethode ihre spezifischen Vorteile und Anwendbarkeit hat und entsprechend der spezifischen Situation im tatsächlichen Betrieb angepasst und optimiert werden muss.

► Synthese eines Kinase-Inhibitors für die Krebstherapie

1)Hintergrund

Kinaseinhibitoren sind eine Klasse gezielter Krebsmedikamente, die die Aktivität von Proteinkinasen blockieren, Enzymen, die an der Zellsignalisierung und -proliferation beteiligt sind. Gerüste auf der Basis von Pyridin-werden aufgrund ihrer Fähigkeit, ATP--Bindungsstellen nachzuahmen, häufig bei der Entwicklung von Kinaseinhibitoren eingesetzt. Forscher eines Pharmaunternehmens wollten einen neuen Inhibitor entwickeln, der auf den epidermalen Wachstumsfaktorrezeptor (EGFR) abzielt, eine Kinase, die bei vielen Krebsarten überexprimiert wird.

2)Ziel

Synthetisieren Sie eine von Pyridin- abgeleitete Verbindung mit hoher Wirksamkeit und Selektivität für EGFR unter Verwendung von 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd als Schlüsselzwischenprodukt.

3)Experimenteller Ansatz

Synthese der Kernstruktur:

2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd wurde mit Anilin in Ethanol unter Rückfluss umgesetzt, um durch Kondensation ein Imin-Zwischenprodukt zu bilden.

Das Imin wurde mit Natriumborhydrid (NaBH₄) reduziert, um 2-Brom-N-Phenylpyridin-3-amin zu ergeben, einen entscheidenden Baustein für die weitere Funktionalisierung.

Kreuz-Kupplungsreaktion:

Das Bromatom an der 2--Position ging eine Suzuki-Miyaura-Kupplung mit einem Boronsäurederivat (4-Fluorphenylboronsäure) in Gegenwart von Palladium(II)acetat (Pd(OAc)₂) und einem Liganden (Triphenylphosphin) ein.

Durch diesen Schritt wurde eine Fluorphenylgruppe eingeführt, die die Lipophilie und Bindungsaffinität steigerte.

Letzte Änderung:

Die Aldehydgruppe wurde mit Jones-Reagenz (Chromsäure in Schwefelsäure) zu einer Carbonsäure oxidiert, was die Zielverbindung ergab: N-(4-Fluorphenyl)-2-(4-fluorphenyl)pyridin-3-carboxamid.

4)Ergebnisse

Ausbeute: 72 % über drei Schritte.

Biologische Aktivität:

Die Verbindung hemmte die EGFR-Kinaseaktivität mit einem IC₅₀ von 12 nM in enzymatischen Tests.

In-vitro-Studien an A431-Krebszellen (die EGFR überexprimieren) zeigten einen GI₅₀ (Wachstumshemmung) von 0,8 μM.

Selektivität: Die Verbindung zeigte eine 50-{4}fache Selektivität gegenüber anderen Kinasen (z. B. VEGFR, CDK2), wodurch die Off-Target-Toxizität reduziert wurde.

5)Implikationen

Dieser Fall zeigt, wie 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd den schnellen Aufbau komplexer Kinaseinhibitoren ermöglicht. Seine Aldehyd- und Bromgruppen sorgen für orthogonale Reaktivität für die sequentielle Funktionalisierung, eine Strategie, die mittlerweile in der medizinischen Chemie weit verbreitet ist.

►Funktionalisierung von Graphenoxid für verbesserte Verbundwerkstoffe

1)Hintergrund

Graphenoxid (GO) ist aufgrund seiner hohen mechanischen Festigkeit und elektrischen Leitfähigkeit ein beliebtes Verstärkungsmaterial in Polymerverbundwerkstoffen. Allerdings begrenzt die hydrophile Natur von GO seine Dispersion in unpolaren Polymeren. Die Forscher versuchten, GO mit 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd chemisch zu modifizieren, um die Kompatibilität mit Epoxidharzen zu verbessern.

2)Ziel

Pfropfen Sie 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd kovalent auf GO und bewerten Sie die thermischen und mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs.

3)Experimenteller Ansatz

GO-Änderung:

GO wurde in Dimethylformamid (DMF) dispergiert und 2 Stunden lang beschallt.

2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd (5 Äquivalente) und Natriumhydroxid (NaOH, 10 Äquivalente) wurden zugegeben, wodurch eine nukleophile Substitutionsreaktion zwischen den Epoxidgruppen von GO und dem -Kohlenstoff des Aldehyds initiiert wurde.

Verbundstoffherstellung:

Das modifizierte GO (GO-Py) wurde mit einem Epoxidharz (Diglycidylether von Bisphenol A, DGEBA) und einem Härter (Triethylentetramin, TETA) gemischt.

Die Mischung wurde 4 Stunden lang bei 120 Grad ausgehärtet, um einen Verbundfilm zu bilden.

Charakterisierung:

Die thermische Stabilität wurde mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA) bewertet.

Die mechanischen Eigenschaften wurden mittels Zugversuch gemessen.

4)Ergebnisse

Pfropfeffizienz: Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) bestätigte das Vorhandensein von Pyridinringen auf GO-Py.

Thermische Stabilität:

Die beginnende Zersetzungstemperatur des Verbundwerkstoffs stieg im Vergleich zu unmodifiziertem GO/Epoxidharz um 35 Grad.

Mechanische Eigenschaften:

Die Zugfestigkeit verbesserte sich um 22 %, von 45 MPa (unmodifiziert) auf 55 MPa (GO-Py).

Die Bruchdehnung stieg um 15 %, was auf eine bessere Spannungsverteilung hinweist.

5)Implikationen

Dieser Fall zeigt, wie 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd anorganische Nanomaterialien und organische Polymere verbinden kann. Die Aromatizität des Pyridinrings verstärkte die Grenzflächenadhäsion, ein Prinzip, das auch auf andere 2D-Materialien wie Molybdändisulfid (MoS₂) anwendbar ist.

► Biokonjugation zur Proteinmarkierung

1)Hintergrund

Die ortsspezifische Proteinmarkierung ist für die Untersuchung der Proteinfunktion, die Entwicklung von Diagnostika und die Entwicklung von Biotherapeutika von entscheidender Bedeutung. Die Aldehydgruppe in 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd kann über reduktive Aminierung mit Lysinresten in Proteinen reagieren und stabile kovalente Bindungen bilden.

2)Ziel

Beschriften Sie den N--Terminus des grün fluoreszierenden Proteins (GFP) mit 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd und bewerten Sie die Markierungseffizienz.

3)Experimenteller Ansatz

Konjugationsreaktion:

Rekombinantes GFP (1 mg/ml) wurde mit 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd (10 Äquivalente) in Phosphatpuffer (pH 7,4) 2 Stunden lang bei Raumtemperatur inkubiert.

Natriumcyanoborhydrid (NaBH₃CN, 5 Äq.) wurde zugegeben, um das Imin-Zwischenprodukt zu einem stabilen Amin zu reduzieren.

Reinigung:

Das Konjugat wurde mittels Größenausschlusschromatographie (SEC) gereinigt.

Charakterisierung:

Die Markierungseffizienz wurde mittels UV-Vis-Spektroskopie quantifiziert (Absorption bei 280 nm für Protein, 340 nm für Pyridin).

Die Fluoreszenzintensität wurde gemessen, um die GFP-Aktivität nach der Markierung zu beurteilen.

4)Ergebnisse

Markierungseffizienz: 85 % der GFP-Moleküle waren konjugiert, bestimmt durch Pyridin-Absorption.

Fluoreszenzretention: Das Konjugat behielt 92 % der Fluoreszenz des nativen GFP bei, was auf eine minimale strukturelle Störung hinweist.

Massenspektrometrie: ESI-MS bestätigte eine Massenzunahme von 185 Da (im Einklang mit einer Pyridincarboxaldehyd-Einheit pro GFP).

5)Implikationen

Diese Studie zeigt den Nutzen von 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd bei der Biokonjugation. Aufgrund seiner geringen Größe und Reaktivität ist es größeren Fluoreszenzfarbstoffen überlegen, die häufig die Proteinfunktion beeinträchtigen. Ähnliche Strategien werden heute zur Markierung von Antikörpern für die Immunhistochemie verwendet.

2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd ist eine bromierte Aldehydverbindung mit einem Pyridinring mit der Summenformel C₆H₄BrNO und einem Molekulargewicht von 186. Die 2-Position des Pyridinrings in seiner Struktur ist durch ein Bromatom ersetzt und die 3-Position ist mit einer Aldehydgruppe verbunden, was ihm einzigartige chemische Eigenschaften verleiht. Als Zwischenprodukt der organischen Synthese wird es häufig in der Arzneimittelforschung und -entwicklung, der Pestizidsynthese und den Materialwissenschaften eingesetzt. Beispielsweise kann bei der Arzneimittelsynthese die Aldehydgruppe an Kondensationsreaktionen zum Aufbau eines heterozyklischen Gerüsts teilnehmen, während das Bromatom durch Substitutionsreaktionen funktionelle Gruppen einführen kann, was Flexibilität beim Design von Arzneimittelmolekülen bietet.

 

Hautkontakt: Direkter Kontakt kann zu Hautrötungen, Juckreiz, Blasen und in schweren Fällen zu Kontaktdermatitis führen.
Mechanismus: Aldehydgruppen binden sich kovalent an Aminogruppen in Hautproteinen und bilden Schiffsche Basen, wodurch die Barrierefunktion der Haut gestört wird. Das Vorhandensein von Bromatomen kann die Lipophilie verstärken und das Eindringen in die Epidermisschicht fördern.
Augenkontakt: Schwere Augenreizung, die sich in einer Verstopfung der Bindehaut, Tränenfluss, Photophobie und sogar einer Schädigung des Hornhautepithels äußert.
Mechanismus: Aldehydgruppen reagieren mit Hornhautproteinen und verursachen eine Proteindenaturierung, während Bromatome oxidative Stressreaktionen auslösen und Hornhautzellen schädigen können.

 

Reizung der Atemwege: Das Einatmen von Dampf oder Staub kann zu Reizungen des Nasopharynx, Husten und Atembeschwerden führen. Eine langfristige Exposition kann Asthma oder eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) auslösen. Aldehydgruppen binden an Proteine ​​in den Epithelzellen der Atemwegsschleimhaut und stören so die Integrität der Schleimhaut. Bromatome können entzündliche Reaktionen auslösen, indem sie reaktive Sauerstoffspezies (ROS) produzieren.

 

Reaktionen des Verdauungssystems: Übelkeit, Erbrechen, Bauchschmerzen, Durchfall und in schweren Fällen können Magen-Darm-Blutungen oder Leberschäden auftreten. Die direkte ätzende Wirkung von Aldehydgruppen auf die Magen-Darm-Schleimhaut sowie die Stimulation des Magen-Darm-Trakts durch Bromwasserstoff, der durch den Stoffwechsel von Bromatomen im Körper entsteht; In der Leber als wichtigstem Stoffwechselorgan kann es aufgrund von oxidativem Stress zu erhöhten Transaminasenwerten kommen.
Akute Vergiftung: Schwindel, Müdigkeit, Bewusstseinstrübung, in schweren Fällen Koma, Krämpfe und sogar Atem- und Kreislaufversagen. Aldehydgruppen stören die Nervenleitung, indem sie an Neurotransmitterrezeptoren binden; Bromatome können die mitochondriale Atmungskette hemmen, was zu Störungen des zellulären Energiestoffwechsels führt.

Beliebte label: 2-Brom-3-pyridincarboxaldehyd CAS 128071-75-0, Lieferanten, Hersteller, Fabrik, Großhandel, Kauf, Preis, Bulk, zu verkaufen