吡啶-3-磺酰氯,英文名为pyridine-3-sulfonyl chloride,常温常压下为无色-浅黄色液体,具有一定的吸湿性,遇水容易水解变质。吡啶-3-磺酰氯属于酰氯类衍生物,多用于合成磺酸酯类衍生物,可用于有机合成化学和医药分子结构修饰,例如它是药物分子氟那普拉赞的合成基本原料。
结构性质
吡啶-3-磺酰氯结构中含有吡啶和磺酰氯基团。它是一种白色晶体,易潮解,在水中能迅速水解,它在乙醇、乙醚、氯仿、二甲基甲酰胺等有机溶剂中易溶解。吡啶-3-磺酰氯的分子中含有磺酰氯基团,这种基团具有较强的电子亲和力和极性。因此,吡啶-3-磺酰氯是一种极性有机分子。该化合物可作为化学试剂在有机合成中作为磺酰化试剂,将亲核试剂上的羟基、胺基或醇基等官能团磺酰化,得到相应的磺酰化产物。同时,由于其分子结构中含有吡啶环,它还可以作为路易斯碱,在金属催化反应中作为配体使用,促进反应进程。
合成方法
图1 吡啶-3-磺酰氯的合成路线
在一个干燥的100毫升的反应烧瓶中,将五氯化磷(1.57克,7.5毫摩尔)缓慢地加入吡啶-3-磺酸(1.00克,6.3毫摩尔)在甲苯(5毫升)中的搅拌溶液,然后将该混合物在回流状态下加热搅拌反应16小时。反应结束后,将反应混合物冷却到室温,将所得的反应混合物通过硅藻土过滤,并用苯作为洗脱剂(2x10 mL)洗涤。合并的滤液在减压下浓缩,得到粗制的吡啶-3-磺酰氯,直接用于下一步骤,无需进一步提纯。[1]
医药用途
吡啶-3-磺酰氯可作为有机合成中间体和医药生产的基础原料,例如该化合物可以用于药物分子氟那普拉赞的合成制备,氟那普拉赞是一种钾离子竞争性酸阻滞剂,用于治疗酸相关疾病,胃溃疡、十二指肠溃疡、返流性食管炎等。
应用
吡啶-3-磺酰氯常用于有机合成试剂,可以进行多种多样的有机转化反应。例如其可以作为酰化试剂参与酰化反应,与醇、酚、胺等亲核试剂反应,生成相应的酯、醚、酰胺等化合物。
图2 吡啶-3-磺酰氯的应用
在一个干燥的500毫升的烧瓶中,将KHF2(42.5毫摩尔,2.5当量)溶于H2O(7毫升),制成饱和溶液。然后往该溶液中加入芳基磺酰氯(17毫摩尔,1当量)在乙腈(20毫升)中的溶液,在室温下将反应混合物搅拌4-10小时。然后用EtOAc(3×10mL)萃取反应混合物。分离出有机层,并用10%氯化钠水溶液和饱和氯化钠洗涤合并的有机萃取物。分离出的有机相用无水硫酸钠干燥,过滤除去干燥剂并将所得的滤液通过旋转蒸发浓缩,得到粗制产品。最后将所得的残余物通过硅胶柱色谱法提纯,即可得到纯品。[2]
稳定性
吡啶-3-磺酰氯在常温下是固体,具有强烈的刺激性气味,属于有机磺酰氯化合物的一种。吡啶-3-磺酰氯在空气中易受潮吸湿,因而在贮存时需要注意防潮、防晒、防高温。此外,该化合物还需避免与水、醇、胺等亲核试剂接触,以免引起水解反应。在常温下能缓慢水解,释放出有毒的氢氯酸和二氧化硫。因此,在使用和储存过程中需要注意保持其稳定性。
危害性
吡啶-3-磺酰氯具有强烈的刺激性气味,可引起眼、鼻、喉等黏膜刺激,造成不适甚至伤害。该化合物是一种有机磺酰氯化合物,含有强酸性的氢氯酸,对皮肤、眼睛等组织具有腐蚀性,如果接触到皮肤、眼睛等部位会引起化学灼伤。
参考文献
[1] Firooznia, Fariborz et al U.S. Pat. Appl. Publ., 20130150407, 13 Jun 2013
[2] Zhang, Guofu et al New Journal of Chemistry, 46(8), 3560-3564; 2022