4-nitrobensentiol

4-Nitrobensentiol (CAS 1849-36-1) är ett gult kristallint fast ämne som tillhör familjen nitrosubstituerade aromatiska tioler. Molekylformeln är C₆H₅NO₂S med en molekylvikt på 155,17 g/mol. Föreningen tillhandahålls i renheter från 96 % till 98 % som gult kristallint pulver och/eller bitar.

4-Nitrobensentiol är ett viktigt råmaterial och intermediär som används i organisk syntes, läkemedel, jordbrukskemikalier och färgämnen. Föreningen är nära besläktad med tiofenol men betydligt surare på grund av den starka elektronbortdragande effekten av para-nitrogruppen, som stabiliserar tiolatanjonen. Denna ökade surhet (pKa ≈ 4,68) gör 4-nitrobensentiol till en mer reaktiv nukleofil i många transformationer jämfört med osubstituerad tiofenol.

Inom medicinsk kemi har 4-nitrobensentiol använts i syntesen av HIV-1 Vif-hämmare. Forskare har utvecklat en ny klass av Vif-hämmare med en 2-amino-N-(5-hydroxi-2-metoxifenyl)-6-((4-nitrofenyl)tio)bensamidställning, som visar uppenbar aktivitet i HIV-1-infekterade celler och är effektiva mot läkemedelsstram. Dessutom är 4-nitrobensentiol en nyckelmellanprodukt i syntesen av olika organiska föreningar och fungerar som en mångsidig byggsten för att skapa en rad molekyler.

Inom materialvetenskap och analytisk kemi har 4-nitrobensentiol använts i syntesen av fluorescerande prober med dubbla emissioner för differentiell avkänning av glutation (GSH) och cystein/homocystein (Cys/Hcy), som är väsentliga för olika biologiska processer och kan vara indikatorer på vissa sjukdomar när deras nivåer är onormala. Det kan också användas för att detektera närvaron av nitritjoner i lösning, vilket kan användas för att identifiera nitritberoende bakterier som Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus och Salmonella enterica.

Vid organisk syntes är 4-nitrobensentiol en nyckelmellanprodukt i syntesen av olika organiska föreningar. Dess kemiska egenskaper gör den till en mångsidig byggsten för att skapa en rad molekyler med olika tillämpningar. Föreningen kan användas för att syntetisera diaryltioetrar via kopparkatalyserade C-S-kopplingsreaktioner, och den reagerar med klor för att ge 4-nitrofenylsulfenylklorid, ett användbart reagens för att introducera den 4-nitrofenylsulfenylskyddande gruppen i peptidsyntesen. Dessutom kan 4-nitrobensentiol användas vid framställningen av tiosulfonatderivat, som har visat bredspektrum antimykotisk aktivitet mot olika växtpatogena svampar, inklusive Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis, solothora sp., Phhizoctophra sp., Phhizotictoph.

Produktparametrar

Syntetiska vägar

4-nitrobensentiol framställdes först genom sulfidering av 4-nitroklorbensen med användning av alkalimetallsulfider eller polysulfider. Den klassiska syntetiska vägen involverar den nukleofila aromatiska substitutionsreaktionen (SNAr) av 4-nitroklorbensen med natriumhydrosulfid (NaSH) eller natriumpolysulfid (Na₂Sₓ) i ett lämpligt lösningsmedel såsom vatten, metanol eller etanol.

Metod 1: Natriumhydrosulfidväg (klassisk industriell metod)

Den klassiska syntesen fortsätter via följande steg:

● Reaktion: 4-Nitroklorbensen reageras med natriumhydrosulfid (NaSH) i ett polärt protiskt lösningsmedel (vatten, metanol eller etanol) under återflöde.

● Mekanism: Den starkt elektronbortdragande para-nitrogruppen aktiverar den aromatiska ringen mot nukleofil aromatisk substitution, vilket gör att hydrosulfidanjonen (HS⁻) kan tränga undan kloratomen.

● Upparbetning: Efter avslutad reaktion neutraliseras reaktionsblandningen med syra för att protonera tiolatanjonen och frigöra den fria tiolen.

● Isolering: Produkten isoleras genom filtrering, tvättas och torkas för att ge 4-nitrobensentiol som ett gult fast ämne.

● Utbyte: Typiskt 60–80 % beroende på reaktionsförhållandena.

Metod 2: Polysulfidväg (förbättrad metod)

En förbättrad syntetisk väg involverar avsiktlig generering av en polysulfidmellanprodukt:

Steg 1: 4-Nitroklorbensen reageras med ett överskott av natriumpolysulfid (Na₂Sₓ) i vattenhaltigt eller alkoholhaltigt medium.

Steg 2: Den initialt bildade polysulfidmellanprodukten reduceras in situ av överskottet av polysulfid eller med ett reduktionsmedel för att generera tiolatanjonen.

Steg 3: Försurning ger 4-nitrobensentiol i högre avkastning (upp till 85–90 %) och med färre biprodukter jämfört med den direkta NaSH-vägen.

Metod 3: Alternativ nukleofil aromatisk substitution

Föreningen kan också syntetiseras från 4-nitrofluorbensen eller 4-nitrojodbensen, som är mer reaktiva mot nukleofil aromatisk substitution än 4-nitroklorbensen på grund av fluorid eller jodids bättre förmåga att lämna grupp. Dessa utgångsmaterial är dock dyrare, vilket gör klorbensenvägen mer kostnadseffektiv för industriell produktion.

Uppskalning av industriell produktion

Industriell produktion följer vanligtvis polysulfidvägen på grund av dess högre avkastning och renare produktprofil. Reaktionen skalas upp i stora reaktorer med exakt temperaturkontroll och effektiv omrörning. Produkten renas genom omkristallisation från ett lämpligt lösningsmedel (t.ex. etanol eller vatten/etanolblandningar) för att uppnå 96–98 % renhet. På grund av blandningens starka obehagliga lukt krävs speciell ventilation och luktkontroll vid tillverkning och förpackning.

Applikationsscenarier

1. Syntes av HIV-1 Vif-hämmare för utveckling av antivirala läkemedel

Ett farmaceutiskt forskarlag utvecklar nya läkemedel för att bekämpa HIV-1, särskilt läkemedelsresistenta stammar, genom att inrikta sig på den virala infektivitetsfaktorn (Vif), ett protein som neutraliserar värdrestriktionsfaktorn A3G. 4-Nitrobensentiol används som en viktig byggsten för att syntetisera en ny klass av Vif-hämmare med en 2-amino-N-(5-hydroxi-2-metoxifenyl)-6-((4-nitrofenyl)tio)bensamidställning. Teamet reagerar 4-nitrobensentiol med ett lämpligt 2-amino-halobensamidderivat under kopparkatalyserade C-S-kopplingsförhållanden för att konstruera kärnbyggnadsställningen. De resulterande föreningarna utvärderas för antiviral aktivitet i HIV-1-infekterade celler och för deras förmåga att blockera Vif-A3G-interaktioner. RN-18, en känd Vif-antagonist, är bland de föreningar som innehåller 4-nitrofenyltio-motivet och fungerar som referensstandard.

2. Utveckling av fluorescerande sond med dubbel emission för biotioldetektion

En forskningsgrupp för analytisk kemi utvecklar nya fluorescerande prober för selektiv och känslig detektering av biotioler (GSH, Cys, Hcy) i biologiska prover, eftersom onormala nivåer av dessa småmolekylära tioler är associerade med olika sjukdomar. 4-Nitrobensentiol används som utgångsmaterial för att syntetisera en fluorescerande sond med dubbel emission. Sonden är utformad för att genomgå en tiolutlöst reaktion som resulterar i ett ratiometriskt fluorescenssvar, vilket möjliggör differentiell avkänning av GSH kontra Cys/Hcy. Sonden kännetecknas av UV-Vis och fluorescensspektroskopi och används för att detektera biotioler i humant plasma eller cellysat, vilket ger en snabb och känslig metod för sjukdomsdiagnostik.

3. Syntes av antimykotika från tiosulfonat för växtskydd

Ett agrokemiskt forskningscenter utvecklar nya, miljövänliga fungicider för att bekämpa växtpatogena svampar som orsakar förödande skördeförluster. 4-Nitrobensentiol används för att syntetisera en serie tiosulfonatderivat via oxidation med lämpliga sulfonylklorider. De resulterande tiosulfonaterna screenas för antifungal aktivitet in vitro mot en panel av växtpatogena svampar, inklusive Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica och Rhizoctonia solani. Tiosulfonatderivaten uppvisar brett spektrum svampdödande aktivitet, och blyföreningar utvärderas med avseende på fytotoxicitet och fälteffektivitet i växthusförsök.

4. 4-nitrofenylsulfenylkloridberedning för peptidsyntes

Ett peptidsynteslaboratorium kräver en skyddsgrupp för selektivt skydd av tiol- och aminfunktionella grupper under fastfaspeptidsyntes. 4-Nitrobensentiol behandlas med klorgas i ett inert lösningsmedel (t.ex. diklormetan) vid låg temperatur för att framställa 4-nitrofenylsulfenylklorid (Nps-Cl). Detta reagens används för att introducera Nps-skyddsgruppen, som är stabil under sura förhållanden men kan selektivt avlägsnas under milda reduktiva förhållanden. Reagenset möjliggör ortogonalt skydd av cysteintioler eller lysinaminer vid syntes av komplexa peptider och peptidkonjugat.

5. Kopparkatalyserad C‑S-koppling för diaryltioetersyntes

Ett läkemedelskemiteam kräver ett bibliotek med diaryltioeterderivat för studier av struktur-aktivitetsrelationer (SAR) inriktade på ett nytt enzym. Med hjälp av 4-nitrobensentiol som tiolkopplingspartner utför teamet kopparkatalyserade C-S-korskopplingsreaktioner med en mängd olika aryljodider eller bromider under milda förhållanden. De resulterande 4-nitrofenylaryltioetrarna funktionaliseras ytterligare vid nitrogruppen (reduktion till anilin, följt av amidering) eller vid arylringen via ytterligare korskopplingsreaktioner. Biblioteket screenas för aktivitet mot målenzymet, och analys av struktur-aktivitetssamband identifierar nyckelsubstituenter som är ansvariga för potens och selektivitet.

6. Nitritjondetektion för livsmedelssäkerhetsövervakning

Ett livsmedelssäkerhetslaboratorium behöver en snabb och kostnadseffektiv metod för att upptäcka nitritproducerande bakterier i livsmedel, särskilt Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus och Salmonella enterica, som kan orsaka allvarliga livsmedelsburna sjukdomar. 4-Nitrobensentiol används som en kolorimetrisk eller fluorometrisk sond för nitritjondetektion. Tiolen reagerar med nitrit under sura förhållanden för att bilda en nitrosothiol eller annan kromogen produkt som kan detekteras med UV-Vis-spektroskopi vid en specifik våglängd. Analysen är optimerad för känslighet och selektivitet och tillämpas på screening av livsmedelsprover för nitritkontamination och bakteriell kontaminering.

7. Plasmoninducerad reaktionsstudie för ytkatalysforskning

En materialvetenskaplig forskargrupp studerar mekanismen för plasmoninducerade ytkatalyserade reaktioner för tillämpningar inom fotokatalys och solenergiomvandling. 4-Nitrobensentiol används som en sondmolekyl i ytförstärkta Raman-spridningsexperiment (SERS) på plasmoniska metallnanopartiklar (t.ex. silver eller guld). Molekylen adsorberas på metallytan via tiolgruppen, och den katalytiska omvandlingen av 4-nitrobensentiol till 4,4'-dimerkaptoazobensen eller andra produkter övervakas in situ av SERS under laserbelysning. Reaktionskinetiken och mekanismen belyses, vilket ger insikter i rollen av heta elektroner och plasmoniska effekter i ytkatalys.

Kvalitetssäkring på Cosperpharm

Varje batch genomgår:

● Gaskromatografi (GC) – renhet ≥97,0 %

● Icke-vattenhaltig titrering – renhet ≥97,0 %

● Brytningsindex – bekräftande analys

● ¹H NMR – strukturell verifiering

● Utseende – färglös till ljusgul till ljusorange klar vätska

Ett omfattande COA, MSDS (med fullständig GHS-information) och ursprungscertifikat följer med varje försändelse.

Kontakta oss

Vi ser fram emot att stödja dina forsknings- och produktionsbehov. Om du har några frågor angående 4-Nitrobensentiol (CAS1849-36-1) eller vill begära en offert, tveka inte att höra av dig. Våra försäljnings- och tekniska supportteam är redo att hjälpa dig.