4-нитробензолтиол

4-Нитробензолтиол (CAS 1849-36-1) представляет собой желтое кристаллическое твердое вещество, принадлежащее к семейству нитрозамещенных ароматических тиолов. Молекулярная формула C₆H₅NO₂S с молекулярной массой 155,17 г/моль. Соединение поставляется с чистотой от 96% до 98% в виде желтого кристаллического порошка и/или кусков.

4-Нитробензолтиол является важным сырьем и промежуточным продуктом, используемым в органическом синтезе, фармацевтике, агрохимии и красителях. Это соединение тесно связано с тиофенолом, но значительно более кислое из-за сильного электроноакцепторного эффекта пара-нитрогруппы, которая стабилизирует тиолат-анион. Эта повышенная кислотность (pKa ≈ 4,68) делает 4-нитробензолтиол более реакционноспособным нуклеофилом во многих превращениях по сравнению с незамещенным тиофенолом.

В медицинской химии 4-нитробензолтиол использовался при синтезе ингибиторов Vif ВИЧ-1. Исследователи разработали новый класс ингибиторов Vif с каркасом из 2-амино-N-(5-гидрокси-2-метоксифенил)-6-((4-нитрофенил)тио)бензамида, которые проявляют очевидную активность в клетках, инфицированных ВИЧ-1, и эффективны против штаммов, устойчивых к лекарствам. Кроме того, 4-нитробензолтиол является ключевым промежуточным продуктом в синтезе различных органических соединений и служит универсальным строительным блоком для создания целого ряда молекул.

В материаловедении и аналитической химии 4-нитробензолтиол использовался при синтезе флуоресцентных зондов с двойной эмиссией для дифференциального определения глутатиона (GSH) и цистеина / гомоцистеина (Cys / Hcy), которые необходимы для различных биологических процессов и могут быть индикаторами некоторых заболеваний, когда их уровни аномальны. Его также можно использовать для обнаружения присутствия нитрит-ионов в растворе, что можно использовать для идентификации нитрит-зависимых бактерий, таких как Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus и Salmonella enterica.

В органическом синтезе 4-нитробензолтиол является ключевым промежуточным продуктом в синтезе различных органических соединений. Его химические свойства делают его универсальным строительным блоком для создания целого ряда молекул для различных применений. Соединение можно использовать для синтеза диарилтиоэфиров посредством реакций сочетания C-S, катализируемых медью, и оно реагирует с хлором с образованием 4-нитрофенилсульфенилхлорида, полезного реагента для введения 4-нитрофенилсульфенильной защитной группы в синтезе пептидов. Кроме того, 4-нитробензолтиол может быть использован для получения производных тиосульфоната, которые продемонстрировали широкий спектр противогрибковой активности в отношении различных фитопатогенных грибов, в том числе Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica и Rhizoctonia solani.

Параметры продукта

Синтетические маршруты

4-Нитробензолтиол был впервые получен сульфидированием 4-нитрохлорбензола с использованием сульфидов или полисульфидов щелочных металлов. Классический путь синтеза включает реакцию нуклеофильного ароматического замещения (SNAr) 4-нитрохлорбензола гидросульфидом натрия (NaSH) или полисульфидом натрия (Na₂Sₓ) в подходящем растворителе, таком как вода, метанол или этанол.

Метод 1: Гидросульфид натрия (классический промышленный метод)

Классический синтез проходит в следующие этапы:

● Реакция: 4-нитрохлорбензол реагирует с гидросульфидом натрия (NaSH) в полярном протонном растворителе (вода, метанол или этанол) в условиях кипения с обратным холодильником.

● Механизм: сильно электроноакцепторная пара-нитрогруппа активирует ароматическое кольцо в направлении нуклеофильного ароматического замещения, позволяя гидросульфид-аниону (HS⁻) замещать атом хлора.

● Обработка: после завершения реакционную смесь нейтрализуют кислотой для протонирования тиолат-аниона и высвобождения свободного тиола.

● Выделение: Продукт выделяют фильтрованием, промывают и сушат с получением 4-нитробензолтиола в виде желтого твердого вещества.

● Выход: обычно 60–80% в зависимости от условий реакции.

Метод 2: полисульфидный маршрут (улучшенный метод)

Улучшенный путь синтеза включает преднамеренное получение полисульфидного промежуточного продукта:

Шаг 1. 4-Нитрохлорбензол подвергают взаимодействию с избытком полисульфида натрия (Na₂Sₓ) в водной или спиртовой среде.

Шаг 2: Первоначально образовавшийся промежуточный полисульфид восстанавливается in situ за счет избытка полисульфида или восстановителя с образованием тиолат-аниона.

Шаг 3: Подкисление дает 4-нитробензолтиол с более высокими выходами (до 85–90%) и с меньшим количеством побочных продуктов по сравнению с прямым способом NaSH.

Метод 3: альтернативное нуклеофильное ароматическое замещение.

Соединение также можно синтезировать из 4-нитрофторбензола или 4-нитроиодбензола, которые более реакционноспособны в отношении нуклеофильного ароматического замещения, чем 4-нитрохлорбензол, из-за лучшей способности фторида или йодида к уходящей группе. Однако эти исходные материалы более дорогие, что делает использование хлорбензола более рентабельным для промышленного производства.

Расширение промышленного производства

Промышленное производство обычно идет по пути полисульфида из-за его более высокого выхода и более чистого профиля продукта. Реакция масштабируется в больших реакторах с точным контролем температуры и эффективным перемешиванием. Продукт очищают перекристаллизацией из подходящего растворителя (например, этанола или смеси воды с этанолом) до чистоты 96–98%. Из-за сильного неприятного запаха соединения во время производства и упаковки требуются специальные меры по вентиляции и борьбе с запахом.

Сценарии применения

1. Синтез ингибитора Vif ВИЧ-1 для разработки противовирусных препаратов

Фармацевтическая исследовательская группа разрабатывает новые терапевтические средства для борьбы с ВИЧ-1, особенно с лекарственно-устойчивыми штаммами, воздействуя на фактор вирусной инфекционности (Vif), белок, который нейтрализует фактор ограничения хозяина A3G. 4-Нитробензолтиол используется в качестве ключевого строительного блока для синтеза нового класса ингибиторов Vif с каркасом из 2-амино-N-(5-гидрокси-2-метоксифенил)-6-((4-нитрофенил)тио)бензамида. Команда реагирует 4-нитробензолтиол с соответствующим производным 2-аминогалогенбензамида в условиях катализируемого медью C-S-сочетания, чтобы построить основной каркас. Полученные соединения оценивают на противовирусную активность в клетках, инфицированных ВИЧ-1, а также на их способность блокировать взаимодействия Vif-A3G. RN-18, известный антагонист Vif, входит в число соединений, включающих мотив 4-нитрофенилтио, и служит эталонным стандартом.

2. Разработка флуоресцентного зонда с двойной эмиссией для обнаружения биотиола.

Исследовательская группа в области аналитической химии разрабатывает новые флуоресцентные зонды для селективного и чувствительного обнаружения биотиолов (GSH, Cys, Hcy) в биологических образцах, поскольку аномальные уровни этих низкомолекулярных тиолов связаны с различными заболеваниями. 4-Нитробензолтиол используется в качестве исходного материала для синтеза флуоресцентного зонда с двойной эмиссией. Зонд предназначен для проведения реакции, запускаемой тиолом, которая приводит к логометрическому флуоресцентному ответу, что позволяет дифференциально определять GSH и Cys/Hcy. Зонд характеризуется УФ-видимой и флуоресцентной спектроскопией и применяется для обнаружения биотиолов в плазме человека или клеточных лизатах, обеспечивая быстрый и чувствительный метод диагностики заболеваний.

3. Синтез тиосульфонатного противогрибкового средства для защиты растений.

Агрохимический научный центр разрабатывает новые экологически чистые фунгициды для борьбы с фитопатогенными грибами, вызывающими разрушительные потери урожая. 4-Нитробензолтиол используется для синтеза ряда производных тиосульфонатов путем окисления соответствующими сульфонилхлоридами. Полученные тиосульфонаты проверяют на противогрибковую активность in vitro против ряда фитопатогенных грибов, включая Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica и Rhizoctonia solani. Производные тиосульфоната проявляют противогрибковую активность широкого спектра, а соединения свинца оцениваются на предмет фитотоксичности и полевой эффективности в тепличных испытаниях.

4. Получение 4-нитрофенилсульфенилхлорида для синтеза пептидов

Лаборатории синтеза пептидов требуется защитная группа для избирательной защиты тиоловых и аминных функциональных групп во время твердофазного синтеза пептидов. 4-Нитробензолтиол обрабатывают газообразным хлором в инертном растворителе (например, дихлорметане) при низкой температуре для получения 4-нитрофенилсульфенилхлорида (Nps-Cl). Этот реагент используется для введения защитной группы Nps, которая стабильна в кислых условиях, но может избирательно удаляться в мягких восстановительных условиях. Реагент обеспечивает ортогональную защиту тиолов цистеина или аминов лизина при синтезе сложных пептидов и пептидных конъюгатов.

5. Медь-катализируемое сочетание C-S для синтеза диарилтиоэфира.

Группе медицинских химиков требуется библиотека производных диарилтиоэфиров для исследований взаимосвязи структура-активность (SAR), нацеленных на новый фермент. Используя 4-нитробензолтиол в качестве тиолового партнера, команда проводит катализируемые медью реакции перекрестного сочетания C-S с различными арилйодидами или бромидами в мягких условиях. Полученные 4-нитрофениларилтиоэфиры дополнительно функционализируются по нитрогруппе (восстановление до анилина с последующим амидированием) или по арильному кольцу посредством дополнительных реакций кросс-сочетания. Библиотека проверяется на активность в отношении целевого фермента, а анализ взаимосвязи структура-активность определяет ключевые заместители, ответственные за эффективность и селективность.

6. Обнаружение нитрит-ионов для мониторинга безопасности пищевых продуктов.

Лаборатория безопасности пищевых продуктов нуждается в быстром и экономически эффективном методе обнаружения бактерий, продуцирующих нитриты, в пищевых продуктах, особенно Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus и Salmonella enterica, которые могут вызывать тяжелые заболевания пищевого происхождения. 4-Нитробензолтиол используется в качестве колориметрического или флуориметрического зонда для обнаружения нитрит-ионов. Тиол реагирует с нитритом в кислых условиях с образованием нитрозотиола или другого хромогенного продукта, который можно обнаружить с помощью УФ-Вид-спектроскопии при определенной длине волны. Анализ оптимизирован по чувствительности и селективности и применяется для проверки образцов пищевых продуктов на загрязнение нитритами и бактериями.

7. Исследование плазмон-индуцированных реакций для исследования поверхностного катализа.

Исследовательская группа в области материаловедения изучает механизм плазмонно-индуцированных реакций, катализируемых поверхностью, для применения в фотокатализе и преобразовании солнечной энергии. 4-Нитробензолтиол используется в качестве молекулы-зонда в экспериментах по поверхностно-усиленному комбинационному рассеянию (SERS) на плазмонных наночастицах металлов (например, серебра или золота). Молекула адсорбируется на поверхности металла через тиольную группу, а каталитическая конверсия 4-нитробензолтиола в 4,4'-димеркаптоазобензол или другие продукты контролируется in situ с помощью SERS при лазерном освещении. Кинетика и механизм реакции выяснены, что дает представление о роли горячих электронов и плазмонных эффектов в поверхностном катализе.

Гарантия качества в Cosperpharm

Каждая партия проходит:

● Газовая хроматография (ГХ) – чистота ≥97,0 %.

● Неводное титрование – чистота ≥97,0%.

● Показатель преломления – подтверждающий анализ.

● 1H ЯМР – структурная проверка.

● Внешний вид – прозрачная жидкость от бесцветного до светло-желтого или светло-оранжевого цвета.

Каждая поставка сопровождается полным сертификатом подлинности, паспортом безопасности (с полной информацией GHS) и сертификатом происхождения.

Связаться с нами

Мы с нетерпением ждем поддержки ваших исследовательских и производственных потребностей. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно 4-нитробензолтиола (CAS1849-36-1) или вы хотите запросить ценовое предложение, не стесняйтесь обращаться к нам. Наши отделы продаж и технической поддержки готовы помочь вам.