2-ברומו-3-פירידין-קרבוקסאלדהיד CAS 128071-75-0

2-ברומו-3-פירידין-קרבוקסאלדהיד(3-Pyridinecarboxaldehyde, 2-bromo-), נוסחה כימית: C6H4BrNO, CAS 14533-22-9, משקל מולקולרי: 186.01 גרם/מול. זהו מוצק, בדרך כלל בצורה של אבקה גבישית לבנה או כמעט לבנה. יש לו מסיסות מסוימת בכמה ממסים אורגניים נפוצים (כגון דיכלורומתאן, אתר, מתנול, אתנול וכו'). עם זאת, שימו לב שמסיסותו עשויה להשתנות בהתאם לטמפרטורה, ממסים וגורמים אחרים. כתרכובת אורגנית חשובה, יש לה מגוון רחב של יישומים ושימושים. הוא ממלא תפקיד חשוב בתחומים של סינתזת תרופות, סינתזת חומרי הדברה, כימיית קואורדינציה וחומרים אופטואלקטרוניים אורגניים. באמצעות סינתזה ופונקציונליזציה, ניתן להשיג תרכובות בעלות מבנים ומאפיינים ספציפיים כדי לענות על הצרכים של תחומים ויישומים שונים.

תכונות מולקולריות

2-ברומו-3-pyridinecarboxaldehyde מורכב מטבעת פירידין בת שישה איברים (הטרומחזור ארומטי המכיל חנקן) עם שני תחליפים:

ברום (Br): קבוצת אלקטרון חזקה-הנסוגת המפעילה את טבעת הפירידין לתגובות החלפה נוקלאופיליות (למשל, צימודים של סוזוקי, Heck או Buchwald-Hartwig).

אלדהיד (-CHO): קבוצה פונקציונלית תגובתית מאוד המשתתפת בתגובות עיבוי (למשל, היווצרות אימין, אמינה רדוקטיבית) ותהליכי חמצון/הפחתה.

מסלולי תגובה

התגובתיות של התרכובת נובעת ממשחק הגומלין בין שתי הקבוצות הפונקציונליות שלה:

תחליף ארומטי נוקלאופילי (SNAr): אטום הברום יכול להיות מוחלף על ידי נוקלאופילים (למשל, אמינים, תיולים או חומצות בורון) בתנאים בסיסיים, המאפשרים הכנסת תחליפים מגוונים.

תגובות עיבוי: קבוצת האלדהיד מגיבה עם אמינים ראשוניים ליצירת אימינים, אותם ניתן להפחית לאמינים משניים באמצעות חומרים מפחיתים כמו נתרן בורוהיריד (NaBH₄).

חמצון/הפחתה: ניתן לחמצן את האלדהיד לחומצה קרבוקסילית (באמצעות מגיב ג'ונס) או להפחית לאלכוהול (באמצעות NaBH₄).

תגובות-צולבות: אטום הברום משתתף בחיבורים מזורזים של פלדיום-(לדוגמה, סוזוקי, סונוגאשירה) ליצירת קשרים הטרואטומיים של-פחמן או-פחמן.

מסלולים אלה הופכים את 2-ברומו-3-pyridinecarboxaldehyde לסינתזות מרובות שלבים, שבהן נדרשת פונקציונליזציה רציפה.

זוהי תרכובת אורגנית מורכבת שניתן לסנתז דרך מסלולים שונים.

1. שיטת סינתזת פירידין של Hantzsch:

נוסחת התגובה הכימית היא כדלקמן:

C₅H₄BrN+2C₃H₂N₂+CH₄N₂S → C₆H₄BrNO

זוהי שיטה נפוצה לסינתזה של 2-Bromo-3-pyridinecarboxaldehide, עם השלבים הספציפיים כדלקמן:

שלב 1: הכן מגיבים:

מערבבים 2-ברומופירידין ומלונוניטריל ביחס מולרי של 1:2, ומוסיפים תיאוריאה כזרז. ניתן להתאים את כמות המגיבים לפי הצורך.

שלב 2: התקדמות התגובה:

הוסף את המגיבים שהתקבלו מהערבוב בשלב 1 לבקבוק התגובה והמשיכו עם התגובה בתנאי תגובה מתאימים. טמפרטורת התגובה היא בדרך כלל בין 150 ל-200 מעלות צלזיוס, וניתן להשתמש בזרימת חנקן יבש בתנאים ללא ממס-. זמן התגובה תלוי בתנאי ניסוי ספציפיים, בדרך כלל נע בין שעות לימים.

בתגובה זו, thiourea פועל כזרז, מקדם את התקדמות התגובה. בשל טמפרטורת התגובה הגבוהה, היווצרות של קשרי C-C יכולה להתרחש. המוצר הסופי המיוצר הוא 2-Bromo-3-pyridinecarboxaldehide.

שלב 3: קירור והתגבשות:

לאחר השלמת התגובה, מצננים את תמיסת התגובה לטמפרטורת החדר או טמפרטורה נמוכה והמשיכו להתגבשות. ניתן לגרום להתגבשות המוצר על ידי הוספה איטית של ממיסים מתאימים (כגון ממיסים אתנול או אתר). במהלך תהליך ההתגבשות, התוצרים נושרים מהתמיסה בצורה מוצקה.

שלב 4: טיהור וייבוש:

צנטריפוגה או סנן את המוצר המתגבש כדי להפריד מוצרים מוצקים. לאחר ההפרדה, ניתן לשטוף את המוצר בממיסים מתאימים להסרת זיהומים. לבסוף, המוצר יובש בתנאים מתאימים כדי להשיג 2-Bromo-3-pyridine carboxaldehide בטוהר- גבוה.

2. תגובת עיבוי Knoevenagel:

נוסחת התגובה הכימית היא כדלקמן:

C₅H₄BrN+C₄H₈O₃+C₆H₁₅N → C₆H₄BrNO

בתגובה זו, קבוצות אציל וקרבוקסיל יוצרות קשר C-C באמצעות תגובת עיבוי. המוצר הסופי המיוצר הוא 2-Bromo-3-pyridinecarboxaldehide.

השלבים הספציפיים הם כדלקמן:

שלב 1: ממיסים 2-ברומופירידין וחומצה מאלונית (חומצה קרבוקסילית מייצגת) בממס אורגני מתאים. אתנול הוא ממס נפוץ.

שלב 2: הוסף זרז אלקליין, כגון טריאתילאמין, כדי לקדם את תגובת העיבוי.

שלב 3: מחממים את התמיסה ומנהלים את התגובה בטמפרטורה מתאימה. טמפרטורת התגובה הנפוצה היא 80-100 מעלות צלזיוס.

שלב 4: לאחר השלמת התגובה, קררו את התמיסה ותעברו טיפול החמצה ליצירת מוצר המטרה 2-Bromo-3-pyridinecarboxaldehide.

שלב 5: טהר וגבש את המוצר כדי לקבל תרכובת בטוהר- גבוה.

אלו הן רק שתי שיטות נפוצות, וישנן שיטות סינתזה רבות אחרות עבור 3-Pyridinecarboxaldehyde, 2-bromo-. יש לציין כי לכל שיטת סינתזה יש את היתרונות והישימות הספציפיים שלה, ויש להתאים אותה ולבצע אופטימיזציה בהתאם למצב הספציפי בפעולה בפועל.

► סינתזה של מעכב קינאז לטיפול בסרטן

1) רקע

מעכבי קינאז הם מחלקה של תרופות ממוקדות נגד סרטן החוסמות את הפעילות של חלבון קינאז, אנזימים המעורבים באיתות ותפשטות התא. פיגומים מבוססי-פירידין נפוצים בתכנון מעכבי קינאז בשל יכולתם לחקות אתרי קישור ATP-. חוקרים בחברת תרופות ביקשו לפתח מעכב חדש המכוון לקולטן לגורם גדילה אפידרמיס (EGFR), קינאז המתבטא יתר על המידה בסוגי סרטן רבים.

2) מטרה

סנתז תרכובת שמקורה בפירידין- בעלת עוצמה וסלקטיביות גבוהה עבור EGFR תוך שימוש ב-2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde כחומר ביניים מרכזי.

3) גישה נסיונית

סינתזה של מבנה הליבה:

2-Bromo-3-pyridinecarboxaldehyde הגיב עם אנילין באתנול תחת ריפלוקס ליצירת תוצר ביניים של אימין באמצעות עיבוי.

האימין הופחת באמצעות נתרן בורוהידריד (NaBH₄) כדי להניב 2-ברומו-N-phenylpyridin-3-amine, אבן בניין קריטית לפונקציונליזציה נוספת.

תגובת-צימוד צולב:

אטום הברום בעמדה 2- עבר צימוד של סוזוקי-מיאורה עם נגזרת חומצה בורונית (4-פלואורופנילבורונית) בנוכחות פלדיום(II) אצטט (Pd(OAc)₂) וליגנד (טריפנילפוספין).

שלב זה הציג קבוצת פלואורפניל, הגברת ליפופיליות וזיקה מחייבת.

שינוי סופי:

קבוצת האלדהיד חומצנה לחומצה קרבוקסילית באמצעות ריאגנט ג'ונס (חומצה כרומית בחומצה גופרתית), והניבה את תרכובת המטרה: N-(4-fluorophenyl)-2-(4-fluorophenyl)pyridine-3-carboxamide.

4) תוצאות

תשואה: 72% על פני שלושה שלבים.

פעילות ביולוגית:

התרכובת עיכבה פעילות EGFR kinase עם IC₅0 של 12 ננומטר במבחנים אנזימטיים.

מחקרים במבחנה על תאי סרטן A431 (מבטאים יתר EGFR) הראו GI₅₀ (עיכוב גדילה) של 0.8 מיקרומטר.

סלקטיביות: התרכובת הפגינה סלקטיביות של פי 50 - על פני קינאזות אחרות (למשל, VEGFR, CDK2), והפחיתה רעילות מחוץ למטרה.

5) השלכות

מקרה זה מדגים כיצד 2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde מאפשר הרכבה מהירה של מעכבי קינאז מורכבים. קבוצות האלדהיד והברום שלה מספקות תגובתיות אורתוגונלית לפונקציונליזציה רציפה, אסטרטגיה שאומצה כעת באופן נרחב בכימיה רפואית.

►פונקציונליזציה של תחמוצת גרפן עבור חומרים מרוכבים משופרים

1) רקע

תחמוצת גרפן (GO) הוא חומר חיזוק פופולרי ברכיבים מרוכבים של פולימרים בשל חוזק מכני גבוה ומוליכות חשמלית. עם זאת, האופי ההידרופילי של GO מגביל את פיזורו בפולימרים לא-קוטביים. חוקרים ביקשו לשנות כימית את GO באמצעות 2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde כדי לשפר את התאימות לשרף אפוקסי.

2) מטרה

השתל קוולנטית 2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde על GO והעריך את התכונות התרמיות והמכניות של החומר המרוכב.

3) גישה נסיונית

שינוי GO:

GO פוזר בדימתילפורמאמיד (DMF) ובוצע בצלילים למשך שעתיים.

נוספו 2-Bromo-3-pyridinecarboxaldehyde (5 eq.) ונתרן הידרוקסיד (NaOH, 10 eq.), שהחלו תגובת החלפה נוקלאופילית בין קבוצות האפוקסיד של GO והפחמן של האלדהיד.

ייצור מרוכב:

ה-GO המותאם (GO-Py) מעורבב עם שרף אפוקסי (דיגליצידיל אתר של ביספנול A, DGEBA) ומקשה (טריאתילן טטרמין, TETA).

התערובת נרפאה ב-120 מעלות למשך 4 שעות ליצירת סרט מורכב.

אִפיוּן:

היציבות התרמית הוערכה באמצעות ניתוח תרמו-גרבימטרי (TGA).

תכונות מכניות נמדדו באמצעות בדיקת מתיחה.

4) תוצאות

יעילות השתלה: ספקטרוסקופיה אינפרא אדום (FTIR) של פורייה- אישרה את נוכחותן של טבעות פירידין ב-GO-Py.

יציבות תרמית:

טמפרטורת הפירוק ההתחלתית של הקומפוזיט עלתה ב-35 מעלות בהשוואה ל-GO/אפוקסי ללא שינוי.

מאפיינים מכניים:

חוזק המתיחה השתפר ב-22%, מ-45 MPa (ללא שינוי) ל-55 MPa (GO-Py).

התארכות בהפסקה עלתה ב-15%, מה שמצביע על פיזור מתח טוב יותר.

5) השלכות

מקרה זה ממחיש כיצד 2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde יכול לגשר בין ננו-חומרים אנאורגניים ופולימרים אורגניים. הארומטיות של טבעת הפירידין שיפרה את ההידבקות בין הפנים, עיקרון החל על חומרים דו-ממדיים אחרים כמו מוליבדן דיסולפיד (MoS₂).

► צימוד ביולוגי עבור תיוג חלבון

1) רקע

תיוג חלבון ספציפי-לאתר חיוני ללימוד תפקוד החלבון, פיתוח אבחון ויצירת ביו-תרפיה. קבוצת האלדהיד ב-2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde יכולה להגיב עם שאריות ליזין בחלבונים באמצעות אמינציה רדוקטיבית, וליצור קשרים קוולנטיים יציבים.

2) מטרה

סמן את ה-N-קצה של חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) באמצעות 2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde והעריך את יעילות התיוג.

3) גישה נסיונית

תגובת צימוד:

GFP רקומביננטי (1 מ"ג/מ"ל) הודגר עם 2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde (10 eq.) במאגר פוספט (pH 7.4) למשך שעתיים בטמפרטורת החדר.

נתרן ציאנובורהידריד (NaBH₃CN, 5 eq.) נוספה כדי להפחית את תוצר הביניים האימין לאמין יציב.

טָהֳרָה:

המצומד טוהר באמצעות כרומטוגרפיה של אי הכללה בגודל-(SEC).

אִפיוּן:

יעילות התיוג הוכמתה באמצעות ספקטרוסקופיה UV-Vis ​​(ספיגה ב-280 ננומטר לחלבון, 340 ננומטר לפירידין).

עוצמת הקרינה נמדדה כדי להעריך פעילות GFP לאחר -התיוג.

4) תוצאות

יעילות תיוג: 85% ממולקולות GFP היו מצומדות, כפי שנקבע על ידי ספיגת פירידין.

שימור פלואורסצנטי: המצומד שמר על 92% מהקרינה המקורית של GFP, מה שמצביע על הפרעה מבנית מינימלית.

ספקטרומטריית מסה: ESI-MS אישרה עלייה במסה של 185 Da (תואמת לחלק אחד של פירידין-קרבוקסאלדהיד לכל GFP).

5) השלכות

מחקר זה מדגים את התועלת של 2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde ב-bioconjugation. גודלו הקטן ותגובתיותו הופכים אותו לעדיף על פני צבעים פלורסנטים גדולים יותר, שלעתים קרובות מפריעים לתפקוד החלבון. אסטרטגיות דומות משמשות כעת לתיוג נוגדנים עבור אימונוהיסטוכימיה.

2-Bromo-3-pyridinecarboxaldehyde הוא תרכובת אלדהיד ברום המכילה טבעת פירידין, עם הנוסחה המולקולרית C ₆ H ₄ BrNO ומשקל מולקולרי של 186. מיקום 2 של טבעת הפירידין במבנה שלה מוחלף באטום ברום המעניק לו מאפיינים כימיים, 3-היד מחוברת לקבוצה, 3. כחומר ביניים לסינתזה אורגנית, הוא נמצא בשימוש נרחב במחקר ופיתוח תרופות, סינתזת חומרי הדברה ותחומי מדעי החומרים. לדוגמה, בסינתזה של תרופות, קבוצת האלדהיד יכולה להשתתף בתגובות עיבוי לבניית שלד הטרוציקלי, בעוד אטום הברום יכול להכניס קבוצות פונקציונליות באמצעות תגובות החלפה, המספקות גמישות לעיצוב מולקולת התרופה.

 

מגע בעור: מגע ישיר עלול לגרום לאדמומיות בעור, גירוד, שלפוחיות, ובמקרים חמורים לדלקת עור ממגע.
מנגנון: קבוצות אלדהיד נקשרות באופן קוולנטי לקבוצות אמינו בחלבוני העור ליצירת בסיסים של שיף, מה שמשבש את תפקוד מחסום העור; נוכחותם של אטומי ברום עשויה לשפר את הליפופיליות שלו ולקדם חדירה לשכבת האפידרמיס.
מגע עין: גירוי חמור בעיניים, המתבטא בגודש בלחמית, דמעה, פוטופוביה ואפילו נזק לאפיתל בקרנית.
מנגנון: קבוצות אלדהיד מגיבות עם חלבוני הקרנית כדי לגרום לדנטורציה של חלבון, בעוד אטומי ברום עלולים לעורר תגובות עקה חמצונית ולפגוע בתאי הקרנית.

 

גירוי בדרכי הנשימה: שאיפת אדים או אבק עלולה לגרום לגירוי בלוע האף, שיעול וקשיי נשימה. חשיפה לטווח ארוך עלולה לעורר אסטמה או מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD). קבוצות אלדהיד נקשרות לחלבונים בתאי אפיתל רירית הנשימה, משבשות את שלמות הרירית; אטומי ברום עשויים לעורר תגובות דלקתיות על ידי ייצור מיני חמצן תגובתיים (ROS).

 

תגובות מערכת העיכול: בחילות, הקאות, כאבי בטן, שלשולים, ובמקרים חמורים עלולים להיווצר דימום במערכת העיכול או נזק לכבד. ההשפעה הקורוזיבית הישירה של קבוצות אלדהיד על רירית מערכת העיכול, כמו גם גירוי של מערכת העיכול על ידי מימן ברומיד המיוצר על ידי חילוף החומרים של אטומי ברום בגוף; הכבד, כאיבר המטבולי העיקרי, עלול לחוות רמות גבוהות של טרנסמינאזות עקב עקה חמצונית.
הרעלה חריפה: סחרחורת, עייפות, הכרה מטושטשת, ובמקרים חמורים, תרדמת, פרכוסים ואף אי ספיקת נשימה ומחזור הדם. קבוצות אלדהיד מפריעות להולכה עצבית על ידי קשירה לקולטנים של נוירוטרנסמיטר; אטומי ברום עשויים לעכב את שרשרת הנשימה המיטוכונדריאלית, מה שמוביל להפרעות בחילוף החומרים של האנרגיה התאית.

תגיות פופולריות: 2-bromo-3-pyridinecarboxaldehyde cas 128071-75-0, ספקים, יצרנים, מפעל, סיטונאי, קנייה, מחיר, בתפזורת, למכירה