4-nitrobenzenthiol

4-Nitrobenzenthiol (CAS 1849-36-1) er et gult krystallinsk fast stof, der tilhører den nitrosubstituerede aromatiske thiolfamilie. Molekylformlen er C₆H₅NO₂S med en molekylvægt på 155,17 g/mol. Forbindelsen leveres i renheder fra 96 ​​% til 98 % som gult krystallinsk pulver og/eller klumper.

4-Nitrobenzenthiol er et vigtigt råmateriale og mellemprodukt, der anvendes i organisk syntese, lægemidler, agrokemikalier og farvestoffer. Forbindelsen er nært beslægtet med thiophenol, men væsentligt mere sur på grund af para-nitrogruppens stærke elektrontiltrækkende effekt, som stabiliserer thiolatanionen. Denne øgede surhed (pKa ≈ 4,68) gør 4-nitrobenzenthiol til en mere reaktiv nukleofil i mange transformationer sammenlignet med usubstitueret thiophenol.

I medicinsk kemi er 4-nitrobenzenthiol blevet brugt til syntese af HIV-1 Vif-hæmmere. Forskere har udviklet en ny klasse af Vif-hæmmere med en 2-amino-N-(5-hydroxy-2-methoxyphenyl)-6-((4-nitrophenyl)thio)benzamid-stillads, som viser tydelig aktivitet i HIV-1-inficerede celler og er resistente mod lægemiddelstrainer. Derudover er 4-nitrobenzenthiol et nøglemellemprodukt i syntesen af ​​forskellige organiske forbindelser og fungerer som en alsidig byggesten til at skabe en række molekyler.

Inden for materialevidenskab og analytisk kemi er 4-nitrobenzenthiol blevet brugt i syntesen af ​​dobbeltemissionsfluorescerende prober til differentiel sensing af glutathion (GSH) og cystein/homocystein (Cys/Hcy), som er essentielle for forskellige biologiske processer og kan være indikatorer for visse sygdomme, når deres niveau er unormalt. Det kan også bruges til at påvise tilstedeværelsen af ​​nitritioner i opløsning, som kan bruges til at identificere nitritafhængige bakterier såsom Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus og Salmonella enterica.

I organisk syntese er 4-nitrobenzenthiol et nøglemellemprodukt i syntesen af ​​forskellige organiske forbindelser. Dens kemiske egenskaber gør den til en alsidig byggesten til at skabe en række molekyler med forskellige applikationer. Forbindelsen kan bruges til at syntetisere diarylthioethere via kobberkatalyserede C-S-koblingsreaktioner, og den reagerer med chlor for at give 4-nitrophenylsulfenylchlorid, et nyttigt reagens til at introducere 4-nitrophenylsulfenyl-beskyttelsesgruppen i peptidsyntesen. Derudover kan 4-nitrobenzenthiol anvendes til fremstilling af thiosulfonatderivater, som har udvist bredspektret antifungal aktivitet mod forskellige plantepatogene svampe, herunder Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis solothora sp., Phhizotictoph sp., Phhizotictoph sp., Phhizotictoph sp.

Produktparametre

Syntetiske ruter

4-nitrobenzenthiol blev først fremstillet ved sulfidering af 4-nitrochlorbenzen under anvendelse af alkalimetalsulfider eller polysulfider. Den klassiske syntesevej involverer den nukleofile aromatiske substitution (SNAr) reaktion af 4-nitrochlorbenzen med natriumhydrosulfid (NaSH) eller natriumpolysulfid (Na₂Sₓ) i et egnet opløsningsmiddel såsom vand, methanol eller ethanol.

Metode 1: Natriumhydrosulfidrute (klassisk industriel metode)

Den klassiske syntese fortsætter via følgende trin:

● Reaktion: 4-Nitrochlorbenzen omsættes med natriumhydrosulfid (NaSH) i et polært protisk opløsningsmiddel (vand, methanol eller ethanol) under tilbagesvalingsbetingelser.

● Mekanisme: Den stærkt elektron-tiltrækkende para-nitro-gruppe aktiverer den aromatiske ring mod nukleofil aromatisk substitution, hvilket tillader hydrosulfidanionen (HS⁻) at fortrænge chloratomet.

● Oparbejdning: Efter afslutning neutraliseres reaktionsblandingen med syre for at protonere thiolatanionen og frigive den frie thiol.

● Isolering: Produktet isoleres ved filtrering, vaskes og tørres for at give 4-nitrobenzenthiol som et gult fast stof.

● Udbytte: Typisk 60–80 % afhængig af reaktionsbetingelser.

Metode 2: Polysulfidrute (forbedret metode)

En forbedret syntetisk rute involverer bevidst generering af et polysulfidmellemprodukt:

Trin 1: 4-Nitrochlorbenzen omsættes med et overskud af natriumpolysulfid (Na₂Sₓ) i vandigt eller alkoholisk medium.

Trin 2: Det oprindeligt dannede polysulfidmellemprodukt reduceres in situ af overskydende polysulfid eller af et reduktionsmiddel for at generere thiolatanionen.

Trin 3: Forsuring giver 4-nitrobenzenthiol i højere udbytter (op til 85-90%) og med færre biprodukter sammenlignet med den direkte NaSH-rute.

Metode 3: Alternativ nukleofil aromatisk substitution

Forbindelsen kan også syntetiseres ud fra 4-nitrofluorbenzen eller 4-nitroiodbenzen, som er mere reaktive over for nukleofil aromatisk substitution end 4-nitrochlorbenzen på grund af fluorid eller iodids bedre forladergruppeevne. Disse udgangsmaterialer er imidlertid dyrere, hvilket gør chlorbenzenruten mere omkostningseffektiv til industriel produktion.

Opskalering af industriel produktion

Industriel produktion følger typisk polysulfid-ruten på grund af dets højere udbytte og renere produktprofil. Reaktionen opskaleres i store reaktorer med præcis temperaturstyring og effektiv omrøring. Produktet renses ved omkrystallisation fra et passende opløsningsmiddel (f.eks. ethanol eller vand/ethanol-blandinger) for at opnå 96-98 % renhed. På grund af stoffets stærke ubehagelige lugt kræves der særlige ventilations- og lugtkontrolforanstaltninger under fremstilling og emballering.

Applikationsscenarier

1. HIV-1 Vif-hæmmersyntese til udvikling af antivirale lægemidler

Et farmaceutisk forskerhold er ved at udvikle nye terapeutiske midler til at bekæmpe HIV-1, især lægemiddelresistente stammer, ved at målrette den virale infektivitetsfaktor (Vif), et protein, der neutraliserer værtsrestriktionsfaktoren A3G. 4-Nitrobenzenthiol bruges som en nøglebyggesten til at syntetisere en ny klasse af Vif-hæmmere med et 2-amino-N-(5-hydroxy-2-methoxyphenyl)-6-((4-nitrophenyl)thio)benzamidstillads. Holdet reagerer 4-nitrobenzenthiol med et passende 2-amino-halogenbenzamidderivat under kobberkatalyserede C-S-koblingsforhold for at konstruere kernestilladset. De resulterende forbindelser evalueres for antiviral aktivitet i HIV-1-inficerede celler og for deres evne til at blokere Vif-A3G-interaktioner. RN-18, en kendt Vif-antagonist, er blandt de forbindelser, der inkorporerer 4-nitrophenylthio-motivet og tjener som referencestandard.

2. Dual Emission Fluorescerende Probe Udvikling til Biothiol Detektion

En analytisk kemi forskergruppe er ved at udvikle nye fluorescerende prober til selektiv og følsom påvisning af biothioler (GSH, Cys, Hcy) i biologiske prøver, da unormale niveauer af disse små-molekylære thioler er forbundet med forskellige sygdomme. 4-Nitrobenzenthiol bruges som udgangsmateriale til at syntetisere en fluorescerende probe med dobbelt emission. Proben er designet til at gennemgå en thiol-udløst reaktion, der resulterer i et ratiometrisk fluorescensrespons, hvilket muliggør differentiel sensing af GSH versus Cys/Hcy. Proben er karakteriseret ved UV-Vis og fluorescensspektroskopi og anvendes til påvisning af biothioler i humant plasma eller cellelysater, hvilket giver en hurtig og følsom metode til sygdomsdiagnostik.

3. Syntese af thiosulfonat-svampemidler til beskyttelse af afgrøder

Et agrokemisk forskningscenter er ved at udvikle nye, miljøvenlige fungicider til at bekæmpe plantepatogene svampe, der forårsager ødelæggende afgrødetab. 4-Nitrobenzenthiol bruges til at syntetisere en række thiosulfonatderivater via oxidation med passende sulfonylchlorider. De resulterende thiosulfonater screenes for in vitro antifungal aktivitet mod et panel af plantepatogene svampe, herunder Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica og Rhizoctonia solani. Thiosulfonatderivaterne udviser bredspektret antifungal aktivitet, og blyforbindelser vurderes for fytotoksicitet og felteffektivitet i drivhusforsøg.

4. 4-nitrophenylsulfenylchlorid præparat til peptidsyntese

Et peptidsynteselaboratorium kræver en beskyttelsesgruppe til selektiv beskyttelse af thiol- og aminfunktionelle grupper under fastfase-peptidsyntese. 4-Nitrobenzenthiol behandles med klorgas i et inert opløsningsmiddel (f.eks. dichlormethan) ved lav temperatur for at fremstille 4-nitrophenylsulfenylchlorid (Nps-Cl). Dette reagens bruges til at introducere Nps-beskyttelsesgruppen, som er stabil under sure forhold, men kan selektivt fjernes under milde reduktive forhold. Reagenset muliggør den ortogonale beskyttelse af cysteinthioler eller lysinaminer i syntesen af ​​komplekse peptider og peptidkonjugater.

5. Kobberkatalyseret C‑S-kobling til diarylthioethersyntese

Et medicinsk kemihold kræver et bibliotek af diarylthioetherderivater til struktur-aktivitetsforhold (SAR) undersøgelser rettet mod et nyt enzym. Ved at bruge 4-nitrobenzenthiol som thiol-koblingspartner udfører teamet kobberkatalyserede C-S-krydskoblingsreaktioner med en række forskellige aryliodider eller -bromider under milde forhold. De resulterende 4-nitrophenylarylthioethere funktionaliseres yderligere ved nitrogruppen (reduktion til anilin, efterfulgt af amidering) eller ved arylringen via yderligere krydskoblingsreaktioner. Biblioteket screenes for aktivitet mod målenzymet, og struktur-aktivitetsforholdsanalyse identificerer nøglesubstituenter, der er ansvarlige for styrke og selektivitet.

6.Nitritiondetektion til overvågning af fødevaresikkerhed

Et fødevaresikkerhedslaboratorium har brug for en hurtig og omkostningseffektiv metode til at påvise nitrit-producerende bakterier i fødevarer, især Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus og Salmonella enterica, som kan forårsage alvorlig fødevarebåren sygdom. 4-Nitrobenzenthiol bruges som en kolorimetrisk eller fluorometrisk probe til nitritiondetektion. Thiolen reagerer med nitrit under sure forhold for at danne en nitrosothiol eller et andet kromogent produkt, der kan påvises ved UV-Vis-spektroskopi ved en specifik bølgelængde. Analysen er optimeret til følsomhed og selektivitet og anvendes til screening af fødevareprøver for nitritkontamination og bakteriel kontaminering.

7.Plasmon-induceret reaktionsundersøgelse til overfladekatalyseforskning

En materialevidenskabelig forskningsgruppe studerer mekanismen for plasmon-inducerede overfladekatalyserede reaktioner til anvendelser inden for fotokatalyse og solenergiomdannelse. 4-Nitrobenzenthiol bruges som et probemolekyle i overfladeforstærkede Raman-spredning (SERS) eksperimenter på plasmoniske metalnanopartikler (f.eks. sølv eller guld). Molekylet adsorberer på metaloverfladen via thiolgruppen, og den katalytiske omdannelse af 4-nitrobenzenthiol til 4,4'-dimercaptoazobenzen eller andre produkter overvåges in situ af SERS under laserbelysning. Reaktionskinetikken og mekanismen er belyst, hvilket giver indsigt i rollen af ​​varme elektroner og plasmoniske effekter i overfladekatalyse.

Kvalitetssikring hos Cosperpharm

Hver batch gennemgår:

● Gaschromatografi (GC) – renhed ≥97,0 %

● Ikke-vandig titrering – renhed ≥97,0 %

● Brydningsindeks – bekræftende analyse

● ¹H NMR – strukturel verifikation

● Udseende – farveløs til lys gul til lys orange klar væske

Et omfattende COA, MSDS (med fuld GHS-information) og oprindelsescertifikat ledsager hver forsendelse.

Kontakt os

Vi ser frem til at støtte dine forsknings- og produktionsbehov. Hvis du har spørgsmål vedrørende 4-Nitrobenzenethiol (CAS1849-36-1) eller ønsker at anmode om et tilbud, så tøv ikke med at kontakte os. Vores salgs- og tekniske supportteam er klar til at hjælpe dig.