4-Kloro-4'-fluorobutyrophenone CAS 3874-54-2

Ini adalah bahan mentah inti untuk sintesis berbagai obat psikotropika. Atom karbonil dan klorinnya dapat memasukkan gugus fungsi yang berbeda melalui reaksi selektif untuk membangun molekul obat yang kompleks.
1. Sintesis obat antipsikotik
Haloperidol: Sebagai obat antipsikotik khas, dalam sintesis haloperidol, 4-klorofenilpiperazin direfluks dalam larutan asetonitril dengan katalisis natrium iodida (NaI) dan natrium bikarbonat (NaHCO₃) selama 22 jam untuk menghasilkan produk target.

Rute ini secara efisien membangun kerangka butirofenon dalam molekul obat melalui reaksi kondensasi karbonil dan amina, dengan hasil total 65%-70%.
Lumateperon: Obat antipsikotik jenis baru, dalam sintesisnya, zat ini digunakan sebagai bahan awal, dan atom klor pada rantai alkil mengalami reaksi substitusi nukleofilik untuk memperkenalkan struktur cincin piperazin, dan akhirnya membentuk molekul obat dengan efek multi-target.

2. Pengembangan obat sedatif hipnotis
Droperidol: Digunakan untuk obat penenang sebelum-anestesi dan pengobatan mual dan muntah pascaoperasi, gugus karbonil dan aminonya berkondensasi dalam sintesisnya untuk membentuk zat antara imina, yang selanjutnya direduksi untuk mendapatkan produk target. Cara ini menghindari penggunaan fosgen yang sangat beracun dalam metode tradisional dan secara signifikan meningkatkan keselamatan proses.
3. Penelitian obat antidepresan
Ciproxifan: Antagonis reseptor histamin H₃. Selama sintesisnya, zat tersebut memperkenalkan struktur siklopropilmetanol melalui reaksi substitusi nukleofilik, dan akhirnya memperoleh calon obat dengan aktivitas antidepresan. Senyawa tersebut menunjukkan sifat farmakokinetik yang baik dalam studi praklinis.

Ini adalah prekursor inti untuk sintesis turunan asam fluorofenilbutirat. Atom klor dan gugus karbonil dalam strukturnya dapat dimasukkan ke dalam berbagai gugus fungsi melalui substitusi nukleofilik, kondensasi, reduksi, dan reaksi lain untuk membangun perpustakaan senyawa kompleks.
1. Reaksi substitusi nukleofilik
Modifikasi rantai alkil: Atom klorin dapat digantikan oleh reagen nukleofilik seperti natrium alkoholat dan amina untuk menghasilkan turunan eter atau amina. Misalnya, ia bereaksi dengan natrium metoksida menghasilkan asam 4-metoksi-4'-fluorophenylbutyric dengan hasil 85%; bereaksi dengan anilin menghasilkan N-fenil-4'-fluorofenilbutiramid dengan rendemen 78%.

Fungsionalisasi cincin aromatik: Melalui reaksi Friedel-Crafts, cincin fluorobenzena dapat mengalami alkilasi atau asilasi dengan katalisis asam Lewis. Misalnya, ia bereaksi dengan benzena melalui katalisis aluminium klorida anhidrat untuk menghasilkan 1,1-difenil-4-fluoro-1-butanon dengan hasil 62%.

2. Reaksi kondensasi
Sintesis senyawa imina: Gugus karbonil berkondensasi dengan senyawa amina menghasilkan imina, yang selanjutnya dapat direduksi untuk memperoleh amina sekunder atau tersier. Misalnya,4-Kloro-4'-fluorobutyrophenonebereaksi dengan n-butilamina menghasilkan N-n-butil-4'-fluorobenzena imina dengan rendemen 90%; zat antara ini dapat direduksi menjadi N-n-butil-4'-fluorobenzena imina melalui hidrogenasi katalitik dan digunakan untuk mensintesis obat antihistamin.

Konstruksi -ketoester: Ia mengalami kondensasi Claisen dengan dietil malonat dengan katalisis basa untuk menghasilkan dietil 4-fluoro- -ketopentanoat dengan rendemen 75%. Senyawa ini merupakan perantara utama untuk sintesis turunan vitamin E.

3. Reaksi reduksi
Pembuatan senyawa alkohol: Gugus karbonil direduksi menjadi alkohol sekunder oleh natrium borohidrida (NaBH₄) untuk menghasilkan 4-kloro-4'-fluoro-1-fenil-1-butanol dengan hasil 88%. Senyawa alkohol dapat diturunkan lebih lanjut melalui reaksi esterifikasi atau eterifikasi.

Sintesis senyawa amina: Gugus karbonil diubah menjadi struktur metilamin melalui reaksi Leuckart atau metilasi Eschweiler-Clarke untuk menghasilkan N-metil-4-kloro-4'-fluorobenzbutilamina dengan rendemen 65%. Senyawa ini merupakan prekursor sintesis obat simpatomimetik.

Gugus fungsi aktifnya menjadikannya alat yang ideal untuk modifikasi permukaan material, memperkenalkan molekul fungsional ke permukaan polimer, material nano, atau biomakromolekul melalui ikatan kovalen, sehingga memberikan sifat fisik dan kimia baru pada material.

1. Fungsionalisasi polimer
Modifikasi biokompatibilitas: Pada permukaan asam polilaktat-co-asam glikolat (PLGA), gugus karboksil diaktifkan oleh CDI dan kemudian direaksikan dengan 4-kloro-4'-fluorobutyrophenon untuk menghasilkan atom fluor atau klor, yang secara signifikan mengurangi imunogenisitas bahan dan meningkatkan adhesi sel. Misalnya, perancah PLGA yang dimodifikasi menunjukkan kompatibilitas sel yang sangat baik dalam rekayasa jaringan saraf.

Modifikasi polimer konduktif: Pada permukaan polipirol (PPy), 4-kloro-4'-fluorobutyrophenon digabungkan ke kerangka polimer oleh CDI untuk membuat bahan konduktif berlabel fluoresensi.

Saat bahan ini digunakan dalam sensor glukosa, batas deteksinya hanya 0,1μM dan memiliki kemampuan anti-interferensi yang baik.
2. Rekayasa permukaan material nano
Modifikasi titik kuantum: Titik kuantum CdSe karboksilasi digabungkan dengan 4-kloro-4'-fluorobutyrophenon oleh CDI, dan kemudian digabungkan dengan antibodi amino untuk membuat immunoprobe fluoresen. Misalnya, untuk mendeteksi penanda tumor CA125, sensitivitasnya adalah 0,1ng/mL, yang 10 kali lebih tinggi dibandingkan metode tradisional.

Fungsionalisasi nanopartikel magnetik: Pada permukaan Fe₃O₄, asam 4-kloro-4'-fluorofenilbutirat digabungkan ke ujung rantai polietilen glikol (PEG) melalui CDI untuk mencapai pengenalan spesifik sel tumor oleh sistem penghantaran obat yang ditargetkan. Pemuatan obat dari nanopartikel yang dimodifikasi ditingkatkan menjadi 25%, dan waktu sirkulasi dalam darah diperpanjang hingga 24 jam.

Karena strukturnya yang jelas dan reaktivitasnya yang tinggi, ia banyak digunakan dalam penelitian metodologi sintesis organik dan menjadi model substrat untuk mengeksplorasi reaksi baru dan katalis baru.
1. Penelitian katalisis asimetris
Sintesis kiral amina: Menggunakan bahan ini sebagai bahan mentah, reaksi reduksi asimetris dikatalisis oleh katalis kiral (seperti asam fosfat BINOL-) untuk menghasilkan senyawa alkohol kiral.

Misalnya, pada -20 derajat, menggunakan katalis 10 mol% dan bereaksi selama 24 jam, diperoleh produk kiral dengan nilai ee > 95%, yang menyediakan metode efisien untuk mensintesis obat kiral.
Konstruksi kiral imina: zat antara kiral imina dihasilkan dengan mengkatalisis reaksi kondensasi asimetris dengan ligan kiral (seperti piridin bisoksazolin). Zat antara selanjutnya dapat diubah menjadi amina kiral atau alkohol kiral untuk sintesis produk alami atau molekul obat.

3. Kombinasi teknologi-molekul tunggal
Pencitraan-fluoresensi molekul tunggal: Pewarna fluoresen (seperti Cy3) yang dimodifikasi dengan asam 4-kloro-4'-fluorofenilbutirat digabungkan dengan molekul protein melalui CDI untuk mencapai pelacakan dinamis pada tingkat molekul tunggal. Misalnya, dalam mempelajari pelipatan protein, teknik ini dapat menangkap data resolusi waktu tingkat milidetik.
Spektroskopi-kekuatan molekul tunggal:4-kloro-4'-fluorobutirofenondimasukkan ke ujung rantai polietilen glikol melalui CDI untuk membuat probe spektroskopi gaya molekul tunggal. Probe ini dapat mengukur kekuatan interaksi antarmolekul dan digunakan untuk mempelajari mekanisme pengikatan protein DNA-atau adhesi sel.

2. Pengembangan material yang responsif terhadap foto-/listrik
Bahan fotokromik: Dengan memasukkannya ke dalam struktur spiropyran, konversi cincin-pembukaan-cincin-penutupan yang dapat dibalik dicapai melalui iradiasi sinar ultraviolet untuk membentuk molekul fotokromik. Bahan ini memiliki aplikasi potensial di bidang penyimpanan optik dan peralihan optik.
Bahan elektrokromik: Asam 4-kloro-4'-fluorofenilbutirat digabungkan dengan turunan violacein melalui CDI untuk membentuk molekul elektrokromik. Bahan ini dapat berubah warna karena pengaruh medan listrik dan digunakan pada jendela pintar atau perangkat layar.

Polaritas ini akan mendorong interaksi dipol-dipol antar molekul, sehingga memengaruhi susunan pengemasan molekul. Secara khusus, molekul mungkin cenderung tersusun secara kepala-ekor atau kepala-kepala untuk memaksimalkan energi interaksi antar molekul dan membentuk struktur kristal yang lebih stabil.

Konfigurasi molekul 4-Kloro-4'-fluorobutyrophenone, khususnya orientasi relatif cincin benzena dan gugus butirolakton, memiliki dampak yang signifikan terhadap pengemasan keadaan padat. Jika konfigurasi molekul relatif planar, interaksi penumpukan π-π antarmolekul dapat meningkatkan stabilitas pengepakan. Namun, karena adanya gugus butirolakton, molekul mungkin memiliki konfigurasi stereosenter tertentu, yang akan mempengaruhi kedekatan antar molekul. Dalam hal ini, molekul dapat menyesuaikan konfigurasinya, seperti rotasi atau distorsi, untuk mengoptimalkan area kontak dan gaya interaksi antar molekul, sehingga mencapai pengemasan yang lebih efektif.

Struktur kristal secara langsung mencerminkan mode pengemasan molekul dan memainkan peran penting dalam sifat-keadaan padat 4-Kloro-4'-fluorobutyrophenone. Struktur kristal yang berbeda dapat menyebabkan kepadatan pengepakan, porositas, dan sifat fisik yang berbeda. Misalnya, beberapa struktur kristal mungkin memiliki kepadatan pengepakan yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan titik leleh dan stabilitas termal yang lebih tinggi; sementara yang lain mungkin memiliki porositas yang lebih besar, yang bermanfaat untuk aplikasi adsorpsi atau katalitik. Dengan menyesuaikan kondisi kristalisasi, seperti suhu, pelarut, dan konsentrasi, pembentukan struktur kristal dapat dipengaruhi, sehingga mengoptimalkan potensi pengepakan dalam keadaan padat.

4-Kloro-4'-akumulasi potensi fluorobutyrophenone dalam keadaan padat sangat penting untuk penerapannya di bidang kimia obat dan ilmu material. Dalam kimia obat, sifat-bentuk padat seperti kelarutan, stabilitas, dan ketersediaan hayati secara langsung memengaruhi kemanjuran dan keamanan obat. Dengan mengoptimalkan pengaturan pengemasan molekul, sifat-sifat ini dapat ditingkatkan, sehingga meningkatkan kualitas obat. Dalam ilmu material, potensi akumulasi keadaan padat dari 4-Kloro-4'-fluorobutyrophenone dapat digunakan untuk merancang material dengan fungsi tertentu, seperti adsorben, katalis, atau material optik, dll.