4-nitrobenzenotiol

4-Nitrobenzenotiol (CAS 1849-36-1) to żółta krystaliczna substancja stała należąca do rodziny nitropodstawionych aromatycznych tioli. Wzór cząsteczkowy to C₆H₅NO₂S o masie cząsteczkowej 155,17 g/mol. Związek jest dostarczany w czystości w zakresie od 96% do 98% w postaci żółtego krystalicznego proszku i/lub kawałków.

4-Nitrobenzenotiol jest ważnym surowcem i półproduktem stosowanym w syntezie organicznej, farmaceutykach, agrochemikaliach i barwnikach. Związek jest blisko spokrewniony z tiofenolem, ale znacznie bardziej kwaśny ze względu na silne działanie odciągające elektrony grupy paranitro, która stabilizuje anion tiolanowy. Ta zwiększona kwasowość (pKa ≈ 4,68) sprawia, że ​​4-nitrobenzenotiol jest bardziej reaktywnym nukleofilem w wielu przemianach w porównaniu z niepodstawionym tiofenolem.

W chemii medycznej 4-nitrobenzenotiol stosowano do syntezy inhibitorów Vif HIV-1. Naukowcy opracowali nową klasę inhibitorów Vif ze rusztowaniem 2-amino-N-(5-hydroksy-2-metoksyfenylo)-6-((4-nitrofenylo)tio)benzamidowym, które wykazują oczywistą aktywność w komórkach zakażonych HIV-1 i są skuteczne wobec szczepów lekoopornych. Ponadto 4-nitrobenzenotiol jest kluczowym półproduktem w syntezie różnych związków organicznych i służy jako wszechstronny element budulcowy do tworzenia szeregu cząsteczek.

W materiałoznawstwie i chemii analitycznej 4-nitrobenzenotiol zastosowano w syntezie sond fluorescencyjnych o podwójnej emisji do różnicowego wykrywania glutationu (GSH) i cysteiny/homocysteiny (Cys/Hcy), które są niezbędne w różnych procesach biologicznych i mogą być wskaźnikami niektórych chorób, gdy ich poziom jest nieprawidłowy. Można go również stosować do wykrywania obecności jonów azotynowych w roztworze, co można wykorzystać do identyfikacji bakterii zależnych od azotynów, takich jak Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus i Salmonella enterica.

W syntezie organicznej 4-nitrobenzenotiol jest kluczowym półproduktem w syntezie różnych związków organicznych. Jego właściwości chemiczne sprawiają, że jest to wszechstronny element konstrukcyjny do tworzenia szeregu cząsteczek o różnych zastosowaniach. Związek można wykorzystać do syntezy tioeterów diarylowych poprzez katalizowane miedzią reakcje sprzęgania C-S i reaguje z chlorem, dając chlorek 4-nitrofenylosulfenylu, przydatny odczynnik do wprowadzania grupy zabezpieczającej 4-nitrofenylosulfenyl w syntezie peptydów. Ponadto 4-nitrobenzenotiol można stosować do wytwarzania pochodnych tiosulfonianów, które wykazują szerokie działanie przeciwgrzybicze wobec różnych grzybów chorobotwórczych dla roślin, w tym Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica i Rhizoctonia solani.

Parametry produktu

Trasy syntetyczne

4-Nitrobenzenotiol wytworzono najpierw przez siarczkowanie 4-nitrochlorobenzenu przy użyciu siarczków lub polisiarczków metali alkalicznych. Klasyczna droga syntezy obejmuje reakcję nukleofilowego podstawienia aromatycznego (SNAr) 4-nitrochlorobenzenu z wodorosiarczkiem sodu (NaSH) lub polisiarczkiem sodu (Na₂Sₓ) w odpowiednim rozpuszczalniku, takim jak woda, metanol lub etanol.

Metoda 1: Metoda wodorosiarczku sodu (klasyczna metoda przemysłowa)

Klasyczna synteza przebiega w następujących etapach:

● Reakcja: 4-Nitrochlorobenzen poddaje się reakcji z wodorosiarczkiem sodu (NaSH) w polarnym rozpuszczalniku protonowym (woda, metanol lub etanol) w warunkach refluksu.

● Mechanizm: Grupa para-nitro silnie odciągająca elektrony aktywuje pierścień aromatyczny w kierunku nukleofilowego podstawienia aromatycznego, umożliwiając anionowi wodorosiarczkowemu (HS⁻) wyparcie atomu chloru.

● Obróbka: Po zakończeniu mieszaninę reakcyjną zobojętnia się kwasem w celu protonowania anionu tiolanowego i uwolnienia wolnego tiolu.

● Izolacja: Produkt wyodrębnia się przez filtrację, przemywa i suszy, w wyniku czego otrzymuje się 4-nitrobenzenotiol w postaci żółtej substancji stałej.

● Wydajność: Typowo 60–80% w zależności od warunków reakcji.

Metoda 2: Droga polisiarczkowa (metoda ulepszona)

Ulepszona droga syntezy obejmuje celowe wytwarzanie półproduktu polisiarczkowego:

Etap 1: 4-Nitrochlorobenzen poddaje się reakcji z nadmiarem polisiarczku sodu (Na₂Sₓ) w środowisku wodnym lub alkoholowym.

Etap 2: Początkowo utworzony związek pośredni w postaci polisiarczku redukuje się in situ za pomocą nadmiaru polisiarczku lub środka redukującego w celu wytworzenia anionu tiolanowego.

Etap 3: Zakwaszenie daje 4-nitrobenzenotiol z wyższą wydajnością (do 85–90%) i mniejszą liczbą produktów ubocznych w porównaniu z bezpośrednią drogą NaSH.

Metoda 3: Alternatywne nukleofilowe podstawienie aromatyczne

Związek można również zsyntetyzować z 4-nitrofluorobenzenu lub 4-nitrojodobenzenu, które są bardziej reaktywne w stosunku do nukleofilowego podstawienia aromatycznego niż 4-nitrochlorobenzen ze względu na lepszą zdolność fluorku lub jodku do grupy opuszczającej. Jednakże te materiały wyjściowe są droższe, co sprawia, że ​​metoda chlorobenzenu jest bardziej opłacalna w produkcji przemysłowej.

Skalowanie produkcji przemysłowej

Produkcja przemysłowa zazwyczaj odbywa się metodą wielosiarczkową ze względu na wyższą wydajność i czystszy profil produktu. Reakcję prowadzi się na większą skalę w dużych reaktorach z precyzyjną kontrolą temperatury i skutecznym mieszaniem. Produkt oczyszcza się poprzez rekrystalizację z odpowiedniego rozpuszczalnika (np. etanolu lub mieszanin woda/etanol) do uzyskania czystości 96–98%. Ze względu na silny nieprzyjemny zapach mieszanki, podczas produkcji i pakowania wymagana jest specjalna wentylacja i środki kontroli zapachu.

Scenariusze zastosowań

1. Synteza inhibitora Vif HIV-1 na potrzeby opracowywania leków przeciwwirusowych

Zespół badań farmaceutycznych opracowuje nowatorskie leki do zwalczania wirusa HIV-1, zwłaszcza szczepów lekoopornych, poprzez działanie na czynnik zakaźności wirusa (Vif), czyli białko neutralizujące czynnik restrykcyjny A3G gospodarza. 4-Nitrobenzenotiol stosuje się jako kluczowy element konstrukcyjny do syntezy nowej klasy inhibitorów Vif ze szkieletem 2-amino-N-(5-hydroksy-2-metoksyfenylo)-6-((4-nitrofenylo)tio)benzamidowym. Zespół poddaje reakcji 4-nitrobenzenotiol z odpowiednią pochodną 2-aminohalobenzamidu w warunkach sprzęgania C-S katalizowanego miedzią w celu skonstruowania rusztowania rdzenia. Powstałe związki ocenia się pod kątem działania przeciwwirusowego w komórkach zakażonych HIV-1 i ich zdolności do blokowania interakcji Vif-A3G. RN-18, znany antagonista Vif, należy do związków zawierających motyw 4-nitrofenylotio i służy jako standard odniesienia.

2. Opracowanie sondy fluorescencyjnej o podwójnej emisji do wykrywania biotioli

Grupa badawcza zajmująca się chemią analityczną opracowuje nowe sondy fluorescencyjne do selektywnego i czułego wykrywania biotioli (GSH, Cys, Hcy) w próbkach biologicznych, ponieważ nieprawidłowe poziomy tych małocząsteczkowych tioli są powiązane z różnymi chorobami. 4-Nitrobenzenotiol stosuje się jako materiał wyjściowy do syntezy sondy fluorescencyjnej o podwójnej emisji. Sonda została zaprojektowana tak, aby podlegać reakcji wyzwalanej przez tiol, w wyniku której powstaje proporcjonalna odpowiedź fluorescencyjna, umożliwiająca różnicowe wykrywanie GSH w porównaniu z Cys/Hcy. Sonda charakteryzuje się spektroskopią UV-Vis i fluorescencji i jest stosowana do wykrywania biotioli w ludzkim osoczu lub lizatach komórkowych, zapewniając szybką i czułą metodę diagnostyki chorób.

3. Synteza tiosulfonianowych środków przeciwgrzybiczych do ochrony upraw

Centrum badań agrochemicznych opracowuje nowe, przyjazne dla środowiska środki grzybobójcze do zwalczania grzybów chorobotwórczych dla roślin, które powodują niszczycielskie straty w plonach. 4-Nitrobenzenotiol stosuje się do syntezy szeregu pochodnych tiosulfonianów poprzez utlenianie odpowiednimi chlorkami sulfonylu. Powstałe tiosulfoniany przeszukuje się in vitro pod kątem aktywności przeciwgrzybiczej wobec panelu grzybów chorobotwórczych dla roślin, w tym Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica i Rhizoctonia solani. Pochodne tiosulfonianowe wykazują szerokie spektrum działania przeciwgrzybiczego, a związki ołowiu ocenia się pod kątem fitotoksyczności i skuteczności terenowej w badaniach szklarniowych.

4. Preparat chlorku 4-nitrofenylosulfenylu do syntezy peptydów

Laboratorium syntezy peptydów wymaga grupy zabezpieczającej do selektywnej ochrony tiolowych i aminowych grup funkcyjnych podczas syntezy peptydów w fazie stałej. 4-Nitrobenzenotiol poddaje się działaniu gazowego chloru w obojętnym rozpuszczalniku (np. dichlorometanie) w niskiej temperaturze w celu wytworzenia chlorku 4-nitrofenylosulfenylu (Nps-Cl). Odczynnik ten służy do wprowadzenia grupy zabezpieczającej Nps, która jest stabilna w warunkach kwasowych, ale można ją selektywnie usunąć w łagodnych warunkach redukcyjnych. Odczynnik umożliwia ortogonalną ochronę tioli cysteiny lub amin lizyny w syntezie złożonych peptydów i koniugatów peptydowych.

5. Katalizowane miedzią sprzęganie C-S do syntezy tioeteru diarylowego

Zespół chemii medycznej potrzebuje biblioteki pochodnych tioeteru diarylowego do badań zależności struktura-aktywność (SAR) ukierunkowanych na nowy enzym. Wykorzystując 4-nitrobenzenotiol jako partnera sprzęgania tiolowego, zespół przeprowadził katalizowane miedzią reakcje sprzęgania krzyżowego C-S z różnymi jodkami lub bromkami arylu w łagodnych warunkach. Powstałe tioetery 4-nitrofenyloarylowe są dalej funkcjonalizowane przy grupie nitrowej (redukcja do aniliny, a następnie amidowanie) lub przy pierścieniu arylowym poprzez dodatkowe reakcje sprzęgania krzyżowego. Biblioteka jest przeszukiwana pod kątem aktywności wobec docelowego enzymu, a analiza zależności struktura-aktywność identyfikuje kluczowe podstawniki odpowiedzialne za siłę działania i selektywność.

6. Wykrywanie jonów azotynowych w celu monitorowania bezpieczeństwa żywności

Laboratorium bezpieczeństwa żywności potrzebuje szybkiej i opłacalnej metody wykrywania bakterii wytwarzających azotyny w produktach spożywczych, w szczególności Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus i Salmonella enterica, które mogą powodować poważne choroby przenoszone przez żywność. 4-Nitrobenzenotiol stosowany jest jako sonda kolorymetryczna lub fluorometryczna do wykrywania jonów azotynowych. Tiol reaguje z azotynem w warunkach kwasowych, tworząc nitrozotiol lub inny produkt chromogenny, który można wykryć za pomocą spektroskopii UV-Vis przy określonej długości fali. Test jest zoptymalizowany pod kątem czułości i selektywności i stosowany do badania przesiewowego próbek żywności pod kątem zanieczyszczenia azotynami i skażenia bakteryjnego.

7. Badanie reakcji indukowanej plazmonem w badaniach katalizy powierzchniowej

Grupa badawcza zajmująca się materiałoznawstwem bada mechanizm indukowanych plazmonami reakcji katalizowanych powierzchniowo pod kątem zastosowań w fotokatalizie i konwersji energii słonecznej. 4-Nitrobenzenotiol jest stosowany jako cząsteczka sondy w eksperymentach ze wzmocnionym powierzchniowo rozpraszaniem Ramana (SERS) na plazmonicznych nanocząsteczkach metali (np. srebra lub złota). Cząsteczka adsorbuje się na powierzchni metalu poprzez grupę tiolową, a katalityczna konwersja 4-nitrobenzenotiolu do 4,4'-dimerkaptoazobenzenu lub innych produktów jest monitorowana in situ za pomocą SERS pod oświetleniem laserowym. Wyjaśniono kinetykę i mechanizm reakcji, co dostarczyło wglądu w rolę gorących elektronów i efektów plazmonicznych w katalizie powierzchniowej.

Zapewnienie jakości w Cosperpharm

Każda partia przechodzi:

● Chromatografia gazowa (GC) – czystość ≥97,0%

● Miareczkowanie niewodne – czystość ≥97,0%

● Współczynnik załamania światła – analiza konfirmacyjna

● ¹H NMR – weryfikacja strukturalna

● Wygląd – bezbarwna, jasnożółta do jasnopomarańczowej, klarowna ciecz

Do każdej przesyłki dołączone są kompleksowe certyfikaty COA, karty charakterystyki (z pełnymi informacjami GHS) i świadectwo pochodzenia.

Skontaktuj się z nami

Z niecierpliwością czekamy na wsparcie Twoich potrzeb badawczych i produkcyjnych. Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące 4-nitrobenzenotiolu (CAS1849-36-1) lub chcesz poprosić o wycenę, nie wahaj się z nami skontaktować. Nasze zespoły sprzedaży i wsparcia technicznego są gotowe do pomocy.