4-氯-2-三氟甲基嘧啶
[CAS 1514-96-1]

基本信息

• 产品分类: 医药中间体 >> 杂环化合物中间体 >> 嘧啶类化合物 >> 氯嘧啶
• 产品名称: 4-氯-2-三氟甲基嘧啶
• 英文名: 4-Chloro-2-trifluoromethyl-pyrimidine
• 别名: 4-Chloro-2-(trifluoromethyl)pyrimidine
• 分子式: C₅H₂ClF₃N₂
• 分子量: 182.53
• CAS 登录号: 1514-96-1
• EC 号码: 672-069-0
• 分子行输入简码SMILES: C1=CN=C(N=C1Cl)C(F)(F)F

物理化学性质

• 密度: 1.5±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 沸点: 115.4±40.0 °C 760 mmHg (计算值)^*
• 闪点: 23.6±27.3 °C (计算值)^*
• 折射率: 1.445 (计算值)^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS02;GHS07 警告GHS02
• 危害标签: H226-H302+H312+H332-H302-H312-H315-H319-H332-H335
• 防护标签: P210-P233-P240-P241-P242-P243-P261-P264-P264+P265-P270-P271-P280-P301+P317-P302+P352-P303+P361+P353-P304+P340-P305+P351+P338-P317-P319-P321-P330-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P370+P378-P403+P233-P403+P235-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
急性毒性	Acute Tox.	4	H312
急性毒性	Acute Tox.	4	H332
易燃液体	Flam. Liq.	3	H226
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319

发现和应用

4-氯-2-三氟甲基嘧啶是一种基于嘧啶环系的卤代且强缺电子杂芳香族化合物。嘧啶是一种含有两个氮原子（分别位于1位和3位）的六元芳香杂环，也是胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶等核酸碱基的核心结构单元。在嘧啶环上引入氯和三氟甲基等吸电子基团，会显著改变其电子特性和反应活性。

自20世纪初以来，取代嘧啶的化学研究得到了广泛发展，特别是在染料化学、农用化学品和药物化学领域。嘧啶环上多个吸电子取代基的存在增强了其亲电性，使其成为亲核芳香取代反应和杂环功能化反应中的宝贵骨架。

在4-氯-2-三氟甲基嘧啶中，4位的氯原子在亲核取代反应中充当离去基团。缺电子芳香杂环上的氯原子通常易于发生置换反应，特别是当其邻近环内氮原子（氮原子会进一步吸走电子密度）时，这种活化效应更为显著。这种活化作用使得胺类、醇盐和硫醇盐等多种亲核试剂能够取代氯原子，从而构建出更复杂的嘧啶衍生物。

由于氟原子具有极强的电负性，2位的三氟甲基是一个强吸电子取代基。它通过诱导效应和场效应显著降低了嘧啶环上的电子密度，这不仅提高了嘧啶环对亲核进攻的反应活性，还影响了化合物的理化性质，如亲脂性、代谢稳定性和挥发性。在药物化学中，引入三氟甲基常用于调节杂芳香族化合物的生物活性并改善其药代动力学性质。

含有卤素和三氟甲基取代基的嘧啶衍生物常被用作合成药物、农用化学品和功能材料的中间体。良好的离去基团（氯）与强吸电子取代基（CF₃）的结合，使该化合物成为进行分步取代反应的通用构筑基块。此类中间体常用于构建取代杂环化合物库，以便在药物发现项目中进行筛选。从结构上看，嘧啶环虽具有芳香性，但由于环内含有两个氮原子，其电子密度远低于苯环。这两个氮原子通过诱导效应和共振效应降低环上的电子密度，从而稳定亲核取代反应过程中产生的负电荷。这一特性使得嘧啶衍生物特别适合进行加成-消除类反应，例如亲核芳香取代反应（SNAr）。

4-氯-2-三氟甲基嘧啶的理化性质主要受其可极化的卤素原子和强吸电子的三氟甲基影响。这些特征赋予了该化合物适度的疏水性以及对亲核试剂显著的化学反应活性。在合成路线中，该化合物通常作为活性中间体而非最终产物进行处理。

在有机合成化学中，卤代嘧啶被广泛用作构建更复杂含氮杂环的关键中间体。通过对嘧啶环上的卤素原子进行分步取代，可以实现受控的功能化，从而获得具有特定电子效应和空间效应的多种衍生物。三氟甲基（CF₃）的存在进一步调节了这些中间体的反应活性与稳定性。

总体而言，4-氯-2-三氟甲基嘧啶是一种高度缺电子的杂芳香族化合物，其特征在于嘧啶环骨架上同时具有活泼的氯取代基和强钝化作用的三氟甲基。作为杂环化学中一种多功能的合成中间体，它具有重要意义，特别是在制备生物活性分子及功能性杂芳香族衍生物的亲核取代反应中发挥着关键作用。

参考文献

2014. Fluorine-Containing Diazines in Medicinal Chemistry and Agrochemistry. Fluorine in Heterocyclic Chemistry Volume 2.
DOI: 10.1007/978-3-319-04435-4_7