中文名稱:3-氨基-5-甲基異唑
中文別名:3-氨基-4-甲基異惡唑;3-氨基-5-甲基異唑;3-氨基-5-甲基異噁唑;5-甲基-3-異惡唑胺;5-甲基-鄰甲氧基苯胺;3-氨基-5-甲基異唑,98+%;3-氨基-5-甲基異噁唑(1072-67-9);(5-甲基異惡唑-3-基)胺
英文名稱:3-Amino-5-methylisoxazole
英文別名:3-Isoxazolamine,5-methyl-;3-Methyl-5-aminoisoxazole;5-Methyl-3-aminoisoxazole;5-methyl-3-isoxazolamin;5-Methyl-3-isoxazolamine;SulfamethoxazoleImpurity3(SulfamethoxazoleEPImpurityC);5-Methylisoxazol-3-amine,5-Methyl-1,2-oxazol-3-amine;5-ethylisoxazol-3-aMine
CAS號(hào):1072-67-9
分子式:C4H6N2O
分子量:98.1
貨號(hào):PN04793
?3 - 氨基 - 5 - 甲基異惡唑(3-Amino-5-methylisoxazole)是一種含氮、氧雜原子的雜環(huán)有機(jī)化合物,屬于異惡唑類衍生物。其化學(xué)分子式為 C4H6N2O,分子量 114.10,CAS 號(hào)為 1072-67-9。結(jié)構(gòu)中包含異惡唑環(huán)(五元環(huán),含 1 個(gè)氮原子和 1 個(gè)氧原子,氮、氧原子分別位于 1、2 位),3 位為氨基(-NH?),5 位為甲基(-CH?)。該化合物兼具胺類的堿性和雜環(huán)的反應(yīng)活性,是醫(yī)藥、農(nóng)藥、材料科學(xué)等領(lǐng)域的重要中間體。
詳細(xì)描述
1. 物理性質(zhì)
· 外觀:常溫下為白色至類白色結(jié)晶性粉末,純品無(wú)臭,工業(yè)品可能略帶胺類特征氣味。
· 熔點(diǎn):約 165-168°C(分解溫度接近熔點(diǎn),加熱時(shí)易脫氨或開(kāi)環(huán))。
· 溶解性:
i. 微溶于水(25°C 時(shí)溶解度約 1.2 g/100 mL),易溶于甲醇、乙醇、丙酮等極性有機(jī)溶劑;
ii. 難溶于乙醚、苯等非極性溶劑,可與無(wú)機(jī)酸(如鹽酸)反應(yīng)生成水溶性鹽(如 3 - 氨基 - 5 - 甲基異惡唑鹽酸鹽)。
2. 化學(xué)性質(zhì)
· 氨基的反應(yīng)性:
· 3 位氨基具有弱堿性(pKa≈9-10),可與酸成鹽,例如與鹽酸反應(yīng)生成鹽酸鹽:C4H6N2O+HCl→[C4H7N2O]+Cl?
· 氨基易發(fā)生?;⑼榛磻?yīng),是合成酰胺、胺類衍生物的關(guān)鍵位點(diǎn)。例如:
· 與酰氯(如乙酰氯)在堿(如三乙胺)作用下生成酰胺:C4H6N2O+CH3COClEt3NC4H6N2OCOCH3+HCl
· 與鹵代烴(如碘甲烷)在 DMF 中發(fā)生烷基化,生成 N - 甲基衍生物。
· 異惡唑環(huán)的特性:
· 環(huán)內(nèi)氮原子(1 位)和氧原子(2 位)具有孤對(duì)電子,可作為氫鍵受體或配位原子,與金屬離子(如 Zn2?、Cu2?)形成配合物;
· 環(huán)穩(wěn)定性較高,但在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性條件下可能開(kāi)環(huán),例如濃鹽酸長(zhǎng)時(shí)間回流可導(dǎo)致環(huán)破裂生成羧酸衍生物。
· 甲基的反應(yīng)性:
· 5 位甲基可被氧化為羧基(-COOH),例如在高錳酸鉀酸性條件下生成 3 - 氨基 - 5 - 異惡唑甲酸:C4H6N2OKMnO4/H+C4H4N2O3
· 甲基也可發(fā)生鹵代反應(yīng)(如溴代),生成 5 - 鹵甲基異惡唑衍生物,用于進(jìn)一步官能團(tuán)化。
3. 合成路徑
· 經(jīng)典合成法(環(huán)化反應(yīng)):
以 2 - 丁酮肟(CH?C (=NOH) CH?CH?)和氯乙腈為原料,在堿性條件下環(huán)化生成目標(biāo)產(chǎn)物:
i. 2 - 丁酮肟與氯乙腈在乙醇中,加入氫氧化鈉或碳酸鉀,加熱回流發(fā)生親核取代和環(huán)化:CH3C(=NOH)CH2CH3+ClCH2CNK2CO3/乙醇C4H6N2O+NaCl+H2O
ii. 反應(yīng)生成的混合物經(jīng)酸化、萃取、重結(jié)晶純化,總產(chǎn)率約 50%-65%。
· 替代路線(肟酯法):
以乙酰乙酸乙酯肟為原料,與甲酰氯反應(yīng)后環(huán)化:CH3COCH2COOEtNH2OHCH3C(=NOH)CH2COOEtHCOClC4H6N2O
該方法步驟較短,但原料成本較高,適合實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域
· 醫(yī)藥中間體:
· 用于合成抗菌藥物(如噁唑類抗生素)、抗病毒藥物(如抑制病毒蛋白酶的異惡唑衍生物);
· 作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物中間體,例如通過(guò)氨基和甲基的衍生化合成抗抑郁藥或鎮(zhèn)靜劑。
· 農(nóng)藥研發(fā):
· 用于制備含異惡唑環(huán)的除草劑、殺蟲(chóng)劑,如通過(guò)引入氨基和甲基增強(qiáng)化合物與靶標(biāo)酶的結(jié)合能力;
· 典型應(yīng)用包括異惡唑類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,通過(guò)調(diào)控激素代謝促進(jìn)作物增產(chǎn)。
· 材料科學(xué):
· 作為配體合成金屬 - 有機(jī)框架(MOFs)或配位聚合物,利用異惡唑環(huán)的氮、氧原子與金屬離子配位;
· 在高分子材料中,通過(guò)氨基的交聯(lián)反應(yīng)制備熱固性樹(shù)脂或熒光探針。
· 分析化學(xué):
· 作為色譜分析中的衍生化試劑,利用氨基與醛、酮反應(yīng)生成肟類衍生物,提高氣相色譜(GC)或液相色譜(HPLC)的檢測(cè)靈敏度。
5. 安全與儲(chǔ)存
· 安全性:
· 低毒,但氨基具有刺激性,粉末吸入可能引起呼吸道不適,接觸皮膚需用清水沖洗;
· 燃燒時(shí)產(chǎn)生 NOx、CO 等有毒氣體,避免與強(qiáng)氧化劑(如 HNO?、KClO?)混合存放。
· 儲(chǔ)存條件:
· 密封儲(chǔ)存于陰涼干燥處,采用塑料袋或玻璃瓶包裝,防止吸潮和氧化;
· 保質(zhì)期通常 2 年,避免高溫(>60°C)和陽(yáng)光直射,按一般有機(jī)化學(xué)品運(yùn)輸(UN 編號(hào):未明確,需參考 GHS 分類)。
總結(jié)
3 - 氨基 - 5 - 甲基異惡唑是異惡唑類化合物中兼具氨基和甲基官能團(tuán)的重要中間體,其結(jié)構(gòu)中的雜環(huán)骨架和反應(yīng)位點(diǎn)使其在醫(yī)藥、農(nóng)藥和材料領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用潛力。通過(guò)環(huán)化反應(yīng)等路徑可實(shí)現(xiàn)合成,應(yīng)用中需注意氨基的堿性和雜環(huán)的穩(wěn)定性。未來(lái)研究可能聚焦于其衍生物的生物活性優(yōu)化及綠色合成工藝開(kāi)發(fā)。
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