4-ニトロベンゼンチオール

4-ニトロベンゼンチオール (CAS 1849-36-1) は、ニトロ置換芳香族チオール ファミリーに属する黄色の結晶性固体です。分子式は C6H5NO2S で、分子量は 155.17g/mol です。この化合物は、96% ～ 98% の範囲の純度で、黄色の結晶性粉末および/または塊として供給されます。

4-ニトロベンゼンチオールは、有機合成、医薬品、農薬、染料などの重要な原料および中間体です。この化合物はチオフェノールと密接に関連していますが、チオレート アニオンを安定化するパラニトロ基の強力な電子吸引効果により、かなり酸性が高くなります。この高められた酸性度 (pKa ≈ 4.68) により、4-ニトロベンゼンチオールは、非置換チオフェノールと比較して、多くの変換においてより反応性の高い求核剤となります。

医薬品化学では、4-ニトロベンゼンチオールは HIV-1 Vif 阻害剤の合成に使用されています。研究者らは、2‑アミノ‑N‑(5‑ヒドロキシ‑2‑メトキシフェニル)‑6‑((4‑ニトロフェニル)チオ)ベンズアミド足場を備えた新しいクラスのVif阻害剤を開発しました。これは、HIV‑1感染細胞において明らかな活性を示し、薬剤耐性株に対して効果的です。さらに、4-ニトロベンゼンチオールは、さまざまな有機化合物の合成における重要な中間体であり、さまざまな分子を作成するための多用途の構成要素として機能します。

材料科学および分析化学では、4-ニトロベンゼンチオールは、グルタチオン (GSH) とシステイン/ホモシステイン (Cys/Hcy) の差動感知のための二重発光蛍光プローブの合成に使用されています。これらは、さまざまな生物学的プロセスに不可欠であり、レベルが異常な場合には特定の疾患の指標となる可能性があります。また、溶液中の亜硝酸イオンの存在を検出するために使用することもでき、ボツリヌス菌、黄色ブドウ球菌、腸サルモネラ菌などの亜硝酸塩依存性細菌の特定に使用できます。

有機合成において、4-ニトロベンゼンチオールはさまざまな有機化合物の合成における重要な中間体です。その化学的特性により、さまざまな用途のさまざまな分子を作成するための多用途の構成要素になります。この化合物は、銅触媒による C-S カップリング反応を介してジアリール チオエーテルを合成するために使用でき、塩素と反応して 4-ニトロフェニルスルフェニル クロリドを生成します。これは、ペプチド合成において 4-ニトロフェニルスルフェニル保護基を導入するための有用な試薬です。さらに、4-ニトロベンゼンチオールはチオスルホン酸誘導体の調製にも使用でき、フザリウム・オキシスポラム、フザリウム・ソラニ、アルテルナリア・ソラニ、アルテルナリア・ブラシシコーラ、ヴァルサ・マリ、フォモプシス種、フィトフトラ・カプシカ、リゾクトニア・ソラニを含む様々な植物病原性真菌に対して広域抗真菌活性を示しています。

製品パラメータ

合成ルート

4-ニトロベンゼンチオールは、アルカリ金属硫化物または多硫化物を使用した 4-ニトロクロロベンゼンの硫化によって最初に調製されました。古典的な合成経路には、水、メタノール、エタノールなどの適切な溶媒中での 4-ニトロクロロベンゼンと水硫化ナトリウム (NaSH) または多硫化ナトリウム (Na₂Sₓ) との求核芳香族置換 (SNAr) 反応が含まれます。

方法 1: 水硫化ナトリウムルート (古典的な工業的方法)

古典的な合成は次の手順で進行します。

● 反応: 4‑ニトロクロロベンゼンは、極性プロトン性溶媒 (水、メタノール、またはエタノール) 中で還流条件下で水硫化ナトリウム (NaSH) と反応します。

● メカニズム: 強力な電子求引性のパラニトロ基は、芳香族求核置換に向けて芳香環を活性化し、ヒドロスルフィドアニオン (HS⁻) が塩素原子を置換できるようにします。

● 後処理: 完了後、反応混合物を酸で中和してチオール酸アニオンをプロトン化し、遊離チオールを遊離させます。

● 単離: 生成物を濾過、洗浄、乾燥させて 4-ニトロベンゼンチオールを黄色固体として得ます。

● 収率: 反応条件に応じて通常 60 ～ 80%。

方法 2: ポリスルフィド ルート (改良された方法)

改良された合成経路には、ポリスルフィド中間体の意図的な生成が含まれます。

ステップ 1: 4-ニトロクロロベンゼンを、水性媒体またはアルコール性媒体中で過剰の多硫化ナトリウム (Na2S1) と反応させます。

ステップ２：最初に形成されたポリスルフィド中間体は、過剰なポリスルフィドまたは還元剤によってその場で還元され、チオレートアニオンが生成される。

ステップ 3: 酸性化により、直接 NaSH ルートと比較して副生成物が少なく、高収率 (最大 85 ～ 90%) で 4-ニトロベンゼンチオールが得られます。

方法 3: 別の求核芳香族置換

この化合物は、4-ニトロフルオロベンゼンまたは4-ニトロヨードベンゼンから合成することもできます。これらは、フッ化物またはヨウ化物の脱離基能力が優れているため、4-ニトロクロロベンゼンよりも求核芳香族置換に対して反応性が高くなります。ただし、これらの出発原料はより高価であるため、工業生産ではクロロベンゼンルートの方が費用効率が高くなります。

工業生産のスケールアップ

工業生産は、収率が高く、製品プロファイルがクリーンであるため、ポリスルフィドのルートをたどるのが一般的です。反応は、正確な温度制御と効率的な撹拌を備えた大型反応器でスケールアップされます。製品は、適切な溶媒 (エタノールまたは水/エタノール混合物など) からの再結晶によって精製され、96 ～ 98% の純度が得られます。この化合物は強い不快な臭気があるため、製造時および梱包時に特別な換気および臭気制御対策が必要です。

アプリケーションシナリオ

1. 抗ウイルス薬開発のための HIV-1 Vif 阻害剤の合成

製薬研究チームは、宿主制限因子 A3G を中和するタンパク質であるウイルス感染因子 (Vif) を標的とすることにより、HIV-1、特に薬剤耐性株と戦うための新しい治療薬を開発しています。 4-ニトロベンゼンチオールは、2-アミノ-N-(5-ヒドロキシ-2-メトキシフェニル)-6-((4-ニトロフェニル)チオ)ベンズアミド足場を持つ新規クラスの Vif 阻害剤を合成するための重要な構成要素として使用されます。研究チームは、銅触媒による C-S カップリング条件下で 4-ニトロベンゼンチオールと適切な 2-アミノ-ハロベンズアミド誘導体を反応させ、コアの足場を構築しました。得られた化合物は、HIV-1 感染細胞における抗ウイルス活性と Vif-A3G 相互作用をブロックする能力について評価されます。既知の Vif アンタゴニストである RN-18 は、4-ニトロフェニルチオ モチーフを組み込んだ化合物の 1 つであり、参照標準として機能します。

2. バイオチオール検出のための二重放射蛍光プローブの開発

分析化学研究グループは、生体サンプル中のビオチオール (GSH、Cys、Hcy) の異常レベルがさまざまな疾患に関連しているため、これらの小分子チオール (GSH、Cys、Hcy) を選択的かつ高感度に検出するための新しい蛍光プローブを開発しています。 4‑ニトロベンゼンチオールは、二重発光蛍光プローブを合成するための出発物質として使用されます。このプローブは、レシオメトリックな蛍光応答をもたらすチオール誘発反応を受けるように設計されており、GSH 対 Cys/Hcy の差動センシングを可能にします。このプローブは UV-Vis および蛍光分光法によって特徴づけられ、ヒト血漿または細胞溶解物中のビオチオールの検出に適用され、疾患診断のための迅速かつ高感度な方法を提供します。

3. 作物保護のためのチオスルホン酸塩抗真菌剤の合成

農薬研究センターは、作物の壊滅的な損失を引き起こす植物病原菌と戦うための、環境に優しい新しい殺菌剤を開発しています。 4-ニトロベンゼンチオールは、適切な塩化スルホニルによる酸化により一連のチオスルホネート誘導体を合成するために使用されます。得られたチオスルホン酸塩は、Fusarium oxysporum、Fusarium solani、Alternaria solani、Alternaria brassicicola、Valsa mali、Phomopsis sp.、Phytophthora capsica、および Rhizoctonia solani を含む一連の植物病原性真菌に対する in vitro 抗真菌活性についてスクリーニングされます。チオスルホン酸誘導体は広範囲の抗真菌活性を示し、リード化合物は温室試験で植物毒性と野外有効性が評価されています。

4. ペプチド合成のための 4-ニトロフェニルスルフェニルクロリドの調製

ペプチド合成研究室では、固相ペプチド合成中にチオール官能基とアミン官能基を選択的に保護するための保護基が必要です。 4-ニトロベンゼンチオールを不活性溶媒 (ジクロロメタンなど) 中で低温で塩素ガスで処理すると、4-ニトロフェニルスルフェニル クロリド (Nps-Cl) が製造されます。この試薬は、酸性条件下では安定ですが、穏やかな還元条件下では選択的に除去できる Nps 保護基を導入するために使用されます。この試薬は、複雑なペプチドおよびペプチド複合体の合成において、システインチオールまたはリジンアミンの直交保護を可能にします。

5. ジアリールチオエーテル合成のための銅触媒による C‑S カップリング

医薬化学チームは、新規酵素を対象とした構造活性相関 (SAR) 研究のために、ジアリール チオエーテル誘導体のライブラリを必要としています。研究チームは、チオールカップリングパートナーとして4-ニトロベンゼンチオールを使用し、温和な条件下で、銅触媒によるさまざまなヨウ化アリールまたは臭化アリールとのC-Sクロスカップリング反応を実行します。得られた 4-ニトロフェニル アリール チオエーテルは、ニトロ基 (アニリンへの還元、続いてアミド化) または追加のクロスカップリング反応を介してアリール環でさらに官能化されます。ライブラリーは、標的酵素に対する活性についてスクリーニングされ、構造活性相関分析により、効力と選択性の原因となる重要な置換基が特定されます。

6.食品安全監視のための亜硝酸イオン検出

食品安全研究所は、食品中の亜硝酸塩生成細菌、特に重度の食中毒を引き起こす可能性のあるボツリヌス菌、黄色ブドウ球菌、腸サルモネラ菌を迅速かつコスト効率よく検出する方法を必要としています。 4‑ニトロベンゼンチオールは、亜硝酸イオン検出用の比色プローブまたは蛍光プローブとして使用されます。チオールは酸性条件下で亜硝酸塩と反応してニトロソチオールまたはその他の発色生成物を形成し、特定の波長の UV-Vis 分光法で検出できます。このアッセイは感度と選択性が最適化されており、食品サンプルの亜硝酸塩汚染と細菌汚染のスクリーニングに適用されます。

7.表面触媒研究のためのプラズモン誘起反応研究

材料科学研究グループは、光触媒や太陽エネルギー変換への応用に向けて、プラズモン誘起表面触媒反応のメカニズムを研究しています。 4-ニトロベンゼンチオールは、プラズモン金属ナノ粒子 (銀や金など) の表面増強ラマン散乱 (SERS) 実験でプローブ分子として使用されます。この分子はチオール基を介して金属表面に吸着し、4-ニトロベンゼンチオールから4,4'-ジメルカプトアゾベンゼンまたは他の生成物への触媒変換が、レーザー照射下でSERSによってその場で監視されます。反応速度論とメカニズムが解明され、表面触媒作用におけるホットエレクトロンとプラズモニック効果の役割についての洞察が得られます。

Cosperpharm の品質保証

各バッチでは次の処理が行われます。

● ガスクロマトグラフィー (GC) – 純度 ≥97.0%

● 非水滴定 – 純度 ≥97.0%

● 屈折率 – 確認分析

● ¹H NMR – 構造検証

● 外観 – 無色～淡黄色～淡オレンジ色の透明液体

すべての出荷には、包括的な COA、MSDS (完全な GHS 情報を含む)、および原産地証明書が付属します。

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