5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯的制备及其应用
发布日期:2022/9/26 14:01:33
基本描述
5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯的CAS号是33332-25-1,分子式是C6H5ClN2O2,分子量是172.57。熔点是89-90°C,沸点是242.8±35.0°C(Predicted),密度是1.372±0.06g/cm3(Predicted),以及酸度系数(pKa)是-4.54±0.10(Predicted)。
图1 5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯的结构式。
合成
图2 5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯的合成路线[1]。
步骤1:将亚硫酰氯(152mL,2.08mol)在-20℃下滴加到甲醇(5L)中。添加完成后,在此温度下搅拌混合物30分钟。然后加入5-羟基吡嗪-2-羧酸(100g,714mmol),并将混合物加热回流2小时。真空浓缩反应混合物,残余物用甲醇(400mL)重结晶,得到标题化合物。收率:(71克,464摩尔,65%)。
步骤2:将5-羟基吡嗪-2-羧酸甲酯(制备40,50g,324mmol)和POCl3(500mL,5.36mol)的混合物在回流下加热1.5小时,然后倒入冰上。所得混合物用乙醚(4×500mL)萃取。真空浓缩有机层,残余物用甲苯重结晶,得到标题化合物5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯。收率:55%(30.8g),合成路线如图2所示。
图3 5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯的合成路线[2]。
方法一:向5-氯吡嗪-2-羧酸(3.21克,20.3毫摩尔)在乙醚(20毫升)和甲醇(20.0毫升)中的溶液中加入三甲基甲硅烷基重氮甲烷(20.3毫升,40.5毫摩尔)的2M乙醚溶液。最初观察到剧烈的鼓泡,30分钟后的LCMS表明反应完成。反应混合物的浓度得到5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯。通过1H NMR分析表明,该材料纯度>95%,并在后续步骤中使用,无需任何纯化。产率为3.53克,20.5毫摩尔(101%),棕褐色固体5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯。1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ(ppm):9.09(s,1H),8.70(s,1 H),4.04(s,3H)。合成路线如图3所示。
方法二:用R12(10.0ml)处理R23(2.00g,14.3mmol),并向所得混合物中滴加DMF(0.1ml)。然后将反应混合物加热回流4小时。真空除去溶剂,用甲醇(10.0ml)和吡啶(1.39ml,17.1mmol)处理残留物,并将所得混合物搅拌过夜。真空除去溶剂,残留物通过快速色谱法(SiO2,20%乙酸乙酯/环己烷)纯化,得到5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯。产率1.12g.m/z 173[m+H]。合成路线如图3所示。
方法3:向2-羟基-5-吡嗪甲酸(500mg,3.6mmol)在20ml甲苯中的悬浮液中依次加入s滴DMF和亚硫酰氯(1.7g,14.3mmol)。将反应加热回流2小时。将反应冷却至环境温度,然后加入4mL甲醇。使反应物老化15小时。用1:1己烷/EtOAc稀释反应物。过滤棕色固体,真空除去挥发物。这提供了472mg标题化合物5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯。1H-NMR(CDCl3):δ4.08BS,3H),8.74(s,1H),9.12(s,1 H)。合成路线如图3所示。
应用
5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯具有特殊的化学性质和药用活性,是许多医药、农药的中间体,应用前景非常广阔[3-5]。其还可用作医药及医药中间体、染发助剂、聚和物稳定剂、感光材料的抗氧化剂和抗灰雾剂等等[6-7]。
储存条件
5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯必须密封避光保存,不可与空气接触。同时必须储存于阴凉、通风的库房,远离火种和热源以及强碱性试剂。库房温度不可温度过高,一般不超过25℃[8]。5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯应与氧化剂等分开存放,切忌混储,不宜大量储存或久存。此外,储存5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯的库房应该经常通风,将其放置在低温干燥下。将其与氧化剂、碱类分开存放[9]。
风险评估
长期低浓度接触5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯,有头痛、头晕、疲倦、嗜睡、蛋白尿、红细胞增多症。此外,长期皮肤接触5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯,可发生皮肤干燥、皲裂。
参考文献
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[2] F. He, M. Hou, F. Zhu, D. Liu, H. Zhang, F. Yu, Y. Zhou, Y. Ding, M. Liu, Y. Chen, Building Efficient and Durable Hetero-Interfaces on a Perovskite-Based Electrode for Electrochemical CO2 Reduction, Adv. Energy Mater. (2022) Ahead of Print.
[3] L.R. Prasad, A.M. Thompson, F.J. Arriaga, P.A. Vadas, Tillage and manure effects on runoff nitrogen and phosphorus losses from frozen soils, J. Environ. Qual. (2022) Ahead of Print.
[4] H.G. Seo, D.H. Kim, J. Seo, S.J. Jeong, J. Kim, H.L. Tuller, J.-W. Son, W. Jung, High-Performance and Durable Fuel Cells using Co/Sr-Free Fluorite-Based Mixed Conducting (Pr,Ce)O2-δ Cathode, Adv. Energy Mater. (2022) Ahead of Print.
[5] J.M. Strugnell, H.V. McGregor, N.G. Wilson, K.T. Meredith, S.L. Chown, S.C.Y. Lau, S.A. Robinson, K.M. Saunders, Emerging biological archives can reveal ecological and climatic change in Antarctica, Global Change Biol. (2022) Ahead of Print.
[6] N. Tanaka, K. Suyama, K. Tomohara, I. Maeda, T. Nose, Branched short elastin-like peptides with temperature responsiveness obtained by EDTA-mediated multimerization, J. Pept. Sci. (2022) Ahead of Print.
[7] L. Yao, P. Zou, C. Wang, J. Jiang, L. Ma, S. Tan, K.A. Beyer, F. Xu, E. Hu, H.L. Xin, High-Entropy and Superstructure-Stabilized Layered Oxide Cathodes for Sodium-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. (2022) Ahead of Print.
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