4-nitrobenzentiolo

Il 4-nitrobenzentiolo (CAS 1849-36-1) è un solido cristallino giallo appartenente alla famiglia dei tioli aromatici nitro‑sostituiti. La formula molecolare è C₆H₅NO₂S con un peso molecolare di 155,17 g/mol. Il composto viene fornito con purezze che vanno dal 96% al 98% come polvere cristallina gialla e/o pezzi.

Il 4-nitrobenzentiolo è un'importante materia prima e un intermedio utilizzato nella sintesi organica, nei prodotti farmaceutici, nei prodotti agrochimici e nei coloranti. Il composto è strettamente correlato al tiofenolo ma significativamente più acido a causa del forte effetto di ritiro degli elettroni del gruppo para‑nitro, che stabilizza l'anione tiolato. Questa maggiore acidità (pKa ≈ 4,68) rende il 4-nitrobenzentiolo un nucleofilo più reattivo in molte trasformazioni rispetto al tiofenolo non sostituito.

In chimica farmaceutica, il 4-nitrobenzentiolo è stato utilizzato nella sintesi degli inibitori dell'HIV-1 Vif. I ricercatori hanno sviluppato una nuova classe di inibitori del Vif con un'impalcatura di 2‑ammino‑N‑(5‑idrossi‑2‑metossifenil)‑6‑((4‑nitrofenil)tio)benzammide, che mostrano un'ovvia attività nelle cellule infette dall'HIV‑1 e sono efficaci contro i ceppi resistenti ai farmaci. Inoltre, il 4-nitrobenzentiolo è un intermedio chiave nella sintesi di vari composti organici e funge da elemento costitutivo versatile per la creazione di una gamma di molecole.

Nella scienza dei materiali e nella chimica analitica, il 4-nitrobenzentiolo è stato utilizzato nella sintesi di sonde fluorescenti a doppia emissione per il rilevamento differenziale di glutatione (GSH) e cisteina/omocisteina (Cys/Hcy), che sono essenziali per vari processi biologici e possono essere indicatori di alcune malattie quando i loro livelli sono anormali. Può anche essere utilizzato per rilevare la presenza di ioni nitrito in soluzione, che possono essere utilizzati per identificare batteri dipendenti dai nitriti come Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus e Salmonella enterica.

Nella sintesi organica, il 4-nitrobenzentiolo è un intermedio chiave nella sintesi di vari composti organici. Le sue proprietà chimiche lo rendono un elemento costitutivo versatile per la creazione di una gamma di molecole con diverse applicazioni. Il composto può essere utilizzato per sintetizzare diaril tioeteri tramite reazioni di accoppiamento C‑S catalizzate da rame e reagisce con il cloro per fornire 4‑nitrofenilsulfenil cloruro, un reagente utile per introdurre il gruppo protettivo 4‑nitrofenilsulfenil nella sintesi peptidica. Inoltre, il 4-nitrobenzentiolo può essere utilizzato nella preparazione di derivati ​​del tiosulfonato, che hanno dimostrato attività antifungina ad ampio spettro contro vari funghi patogeni delle piante, tra cui Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica e Rhizoctonia solani.

Parametri del prodotto

Percorsi sintetici

Il 4‑nitrobenzentiolo è stato inizialmente preparato mediante solforazione del 4‑nitroclorobenzene utilizzando solfuri o polisolfuri di metalli alcalini. La via sintetica classica prevede la reazione di sostituzione nucleofila aromatica (SNAr) del 4‑nitroclorobenzene con idrosolfuro di sodio (NaSH) o polisolfuro di sodio (Na₂Sₓ) in un solvente adatto come acqua, metanolo o etanolo.

Metodo 1: Via dell'idrosolfuro di sodio (metodo industriale classico)

La sintesi classica procede attraverso i seguenti passaggi:

● Reazione: il 4‑nitroclorobenzene viene fatto reagire con idrosolfuro di sodio (NaSH) in un solvente protico polare (acqua, metanolo o etanolo) in condizioni di riflusso.

● Meccanismo: il gruppo para‑nitro, fortemente elettronattrattore, attiva l'anello aromatico verso la sostituzione aromatica nucleofila, consentendo all'anione idrosolfuro (HS⁻) di spiazzare l'atomo di cloro.

● Elaborazione: al termine, la miscela di reazione viene neutralizzata con acido per protonare l'anione tiolato e liberare il tiolo libero.

● Isolamento: il prodotto viene isolato mediante filtrazione, lavato ed essiccato per produrre 4‑nitrobenzentiolo come solido giallo.

● Resa: tipicamente 60–80% a seconda delle condizioni di reazione.

Metodo 2: percorso del polisolfuro (metodo migliorato)

Un percorso sintetico migliorato prevede la generazione intenzionale di un intermedio polisolfuro:

Passaggio 1: il 4‑nitroclorobenzene viene fatto reagire con un eccesso di polisolfuro di sodio (Na₂Sₓ) in mezzo acquoso o alcolico.

Fase 2: L'intermedio polisolfuro formato inizialmente viene ridotto in situ dal polisolfuro in eccesso o da un agente riducente per generare l'anione tiolato.

Fase 3: l'acidificazione produce 4‑nitrobenzentiolo con rese più elevate (fino all'85–90%) e con meno sottoprodotti rispetto alla via diretta del NaSH.

Metodo 3: Sostituzione Aromatica Nucleofila Alternativa

Il composto può anche essere sintetizzato dal 4‑nitrofluorobenzene o dal 4‑nitroiodobenzene, che sono più reattivi verso la sostituzione nucleofila aromatica rispetto al 4‑nitroclorobenzene a causa della migliore capacità di gruppo uscente del fluoruro o dello ioduro. Tuttavia, questi materiali di partenza sono più costosi, rendendo il percorso del clorobenzene più conveniente per la produzione industriale.

Aumento della produzione industriale

La produzione industriale segue tipicamente il percorso del polisolfuro grazie alla sua resa più elevata e al profilo di prodotto più pulito. La reazione viene incrementata in grandi reattori con controllo preciso della temperatura e agitazione efficiente. Il prodotto viene purificato mediante ricristallizzazione da un solvente appropriato (ad esempio, etanolo o miscele acqua/etanolo) per ottenere una purezza del 96–98%. A causa del forte odore sgradevole del composto, durante la produzione e l'imballaggio sono necessarie misure speciali di ventilazione e controllo degli odori.

Scenari applicativi

1. Sintesi dell'inibitore dell'HIV-1 Vif per lo sviluppo di farmaci antivirali

Un gruppo di ricerca farmaceutica sta sviluppando nuove terapie per combattere l’HIV-1, in particolare i ceppi resistenti ai farmaci, prendendo di mira il fattore di infettività virale (Vif), una proteina che neutralizza il fattore di restrizione dell’ospite A3G. Il 4‑nitrobenzentiolo viene utilizzato come elemento fondamentale per sintetizzare una nuova classe di inibitori del Vif con un'impalcatura di 2‑ammino‑N‑(5‑idrossi‑2‑metossifenil)‑6‑((4‑nitrofenil)tio)benzammide. Il team fa reagire il 4‑nitrobenzentiolo con un derivato appropriato della 2‑ammino‑alobenzammide in condizioni di accoppiamento C‑S catalizzate da rame per costruire l'impalcatura centrale. I composti risultanti vengono valutati per l'attività antivirale nelle cellule infette da HIV‑1 e per la loro capacità di bloccare le interazioni Vif‑A3G. RN‑18, un noto antagonista del Vif, è tra i composti che incorporano il motivo 4‑nitrofeniltio e funge da standard di riferimento.

2. Sviluppo di sonde fluorescenti a doppia emissione per il rilevamento di biotioli

Un gruppo di ricerca di chimica analitica sta sviluppando nuove sonde fluorescenti per il rilevamento selettivo e sensibile dei biotioli (GSH, Cys, Hcy) nei campioni biologici, poiché livelli anormali di questi tioli di piccole molecole sono associati a varie malattie. Il 4‑nitrobenzentiolo viene utilizzato come materiale di partenza per sintetizzare una sonda fluorescente a doppia emissione. La sonda è progettata per subire una reazione attivata da tioli che determina una risposta di fluorescenza raziometrica, consentendo il rilevamento differenziale di GSH rispetto a Cys/Hcy. La sonda è caratterizzata dalla spettroscopia UV-Vis e di fluorescenza e viene applicata al rilevamento di biotioli nel plasma umano o nei lisati cellulari, fornendo un metodo rapido e sensibile per la diagnostica delle malattie.

3. Sintesi di agenti antifungini tiosolfonati per la protezione delle colture

Un centro di ricerca agrochimica sta sviluppando nuovi fungicidi rispettosi dell’ambiente per combattere i funghi patogeni delle piante che causano devastanti perdite di raccolto. Il 4‑nitrobenzentiolo viene utilizzato per sintetizzare una serie di derivati ​​tiosolfonati mediante ossidazione con appropriati cloruri di solfonile. I tiosolfonati risultanti vengono sottoposti a screening per l'attività antifungina in vitro contro un gruppo di funghi patogeni delle piante, tra cui Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica e Rhizoctonia solani. I derivati ​​del tiosolfonato mostrano un'attività antifungina ad ampio spettro e i composti guida vengono valutati per la fitotossicità e l'efficacia sul campo nelle sperimentazioni in serra.

4. Preparazione del cloruro di 4‑nitrofenilsulfenil per la sintesi dei peptidi

Un laboratorio di sintesi peptidica richiede un gruppo protettivo per la protezione selettiva dei gruppi funzionali tiolici e amminici durante la sintesi peptidica in fase solida. Il 4‑nitrobenzentiolo viene trattato con cloro gassoso in un solvente inerte (ad esempio diclorometano) a bassa temperatura per preparare il 4‑nitrofenilsulfenil cloruro (Nps‑Cl). Questo reagente viene utilizzato per introdurre il gruppo protettivo Nps, che è stabile in condizioni acide ma può essere rimosso selettivamente in condizioni blande riducenti. Il reagente consente la protezione ortogonale dei tioli di cisteina o delle ammine di lisina nella sintesi di peptidi complessi e coniugati peptidici.

5. Accoppiamento C‑S catalizzato da rame per la sintesi di diaril tioetere

Un team di chimica farmaceutica necessita di una libreria di derivati ​​del diaril tioetere per studi sulle relazioni struttura-attività (SAR) mirati a un nuovo enzima. Utilizzando il 4‑nitrobenzentiolo come partner di accoppiamento del tiolo, il team esegue reazioni di accoppiamento incrociato C‑S catalizzate da rame con una varietà di ioduri o bromuri arilici in condizioni blande. I risultanti 4‑nitrofenilaril tioeteri vengono ulteriormente funzionalizzati nel gruppo nitro (riduzione ad anilina, seguita da amidazione) o nell'anello arilico tramite ulteriori reazioni di accoppiamento incrociato. L'attività della libreria viene analizzata rispetto all'enzima bersaglio e l'analisi della relazione struttura-attività identifica i sostituenti chiave responsabili della potenza e della selettività.

6.Rilevamento di ioni nitrito per il monitoraggio della sicurezza alimentare

Un laboratorio di sicurezza alimentare ha bisogno di un metodo rapido ed economicamente vantaggioso per rilevare i batteri produttori di nitriti nei prodotti alimentari, in particolare Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus e Salmonella enterica, che possono causare gravi malattie di origine alimentare. Il 4‑nitrobenzentiolo viene utilizzato come sonda colorimetrica o fluorimetrica per il rilevamento degli ioni nitrito. Il tiolo reagisce con il nitrito in condizioni acide per formare un nitrosotiolo o un altro prodotto cromogenico che può essere rilevato mediante spettroscopia UV-Vis a una lunghezza d'onda specifica. Il test è ottimizzato per sensibilità e selettività e applicato allo screening di campioni alimentari per la contaminazione da nitriti e la contaminazione batterica.

7. Studio sulla reazione indotta dal plasmone per la ricerca sulla catalisi superficiale

Un gruppo di ricerca sulla scienza dei materiali sta studiando il meccanismo delle reazioni catalizzate sulla superficie indotte dai plasmoni per applicazioni nella fotocatalisi e nella conversione dell'energia solare. Il 4‑nitrobenzentiolo viene utilizzato come molecola sonda negli esperimenti di diffusione Raman potenziata dalla superficie (SERS) su nanoparticelle metalliche plasmoniche (ad esempio argento o oro). La molecola viene adsorbita sulla superficie metallica tramite il gruppo tiolo e la conversione catalitica del 4‑nitrobenzentiolo in 4,4'‑dimercaptoazobenzene o altri prodotti viene monitorata in situ mediante SERS sotto illuminazione laser. Vengono chiariti la cinetica e il meccanismo della reazione, fornendo informazioni sul ruolo degli elettroni caldi e sugli effetti plasmonici nella catalisi superficiale.

Controllo qualità presso Cosperpharm

Ogni lotto viene sottoposto a:

● Gascromatografia (GC) – purezza ≥97,0%

● Titolazione non acquosa – purezza ≥97,0%

● Indice di rifrazione – analisi confermativa

● ¹H NMR – verifica strutturale

● Aspetto – liquido trasparente da incolore a giallo chiaro fino ad arancione chiaro

Ogni spedizione è accompagnata da un COA completo, da una scheda di sicurezza di sicurezza (con informazioni GHS complete) e da un certificato di origine.

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