4-nitrobencenotiol

El 4-nitrobencenotiol (CAS 1849-36-1) es un sólido cristalino amarillo que pertenece a la familia de los tioles aromáticos nitrosustituidos. La fórmula molecular es C₆H₅NO₂S con un peso molecular de 155,17 g/mol. El compuesto se suministra con purezas que oscilan entre el 96% y el 98% como polvo y/o trozos cristalinos de color amarillo.

El 4-nitrobencenotiol es una materia prima importante y un intermediario utilizado en síntesis orgánica, productos farmacéuticos, agroquímicos y colorantes. El compuesto está estrechamente relacionado con el tiofenol pero significativamente más ácido debido al fuerte efecto aceptor de electrones del grupo paranitro, que estabiliza el anión tiolato. Esta acidez mejorada (pKa ≈ 4,68) hace que el 4-nitrobencenotiol sea un nucleófilo más reactivo en muchas transformaciones en comparación con el tiofenol no sustituido.

En química medicinal, el 4-nitrobencenotiol se ha utilizado en la síntesis de inhibidores del VIH-1 Vif. Los investigadores han desarrollado una nueva clase de inhibidores de Vif con una estructura de 2-amino-N-(5-hidroxi-2-metoxifenil)-6-((4-nitrofenil)tio)benzamida, que muestran una actividad obvia en las células infectadas por VIH-1 y son eficaces contra cepas resistentes a los medicamentos. Además, el 4-nitrobencenotiol es un intermediario clave en la síntesis de varios compuestos orgánicos y sirve como un componente versátil para crear una variedad de moléculas.

En ciencia de materiales y química analítica, el 4-nitrobencenotiol se ha utilizado en la síntesis de sondas fluorescentes de doble emisión para la detección diferencial de glutatión (GSH) y cisteína/homocisteína (Cys/Hcy), que son esenciales para diversos procesos biológicos y pueden ser indicadores de ciertas enfermedades cuando sus niveles son anormales. También se puede utilizar para detectar la presencia de iones de nitrito en solución, lo que se puede utilizar para identificar bacterias dependientes de nitritos como Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus y Salmonella enterica.

En síntesis orgánica, el 4-nitrobencenotiol es un intermedio clave en la síntesis de varios compuestos orgánicos. Sus propiedades químicas lo convierten en un componente versátil para crear una variedad de moléculas con diferentes aplicaciones. El compuesto se puede utilizar para sintetizar tioéteres de diarilo mediante reacciones de acoplamiento C-S catalizadas por cobre y reacciona con cloro para dar cloruro de 4-nitrofenilsulfenilo, un reactivo útil para introducir el grupo protector de 4-nitrofenilsulfenilo en la síntesis de péptidos. Además, el 4-nitrobencenotiol se puede utilizar en la preparación de derivados de tiosulfonato, que han demostrado actividad antifúngica de amplio espectro contra diversos hongos patógenos de plantas, incluidos Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica y Rhizoctonia solani.

Parámetros del producto

Rutas sintéticas

El 4-nitrobencenotiol se preparó por primera vez mediante la sulfuración de 4-nitroclorobenceno utilizando sulfuros o polisulfuros de metales alcalinos. La ruta sintética clásica implica la reacción de sustitución aromática nucleófila (SNAr) de 4-nitroclorobenceno con hidrosulfuro de sodio (NaSH) o polisulfuro de sodio (Na₂Sₓ) en un disolvente adecuado como agua, metanol o etanol.

Método 1: Ruta del Hidrosulfuro de Sodio (Método Industrial Clásico)

La síntesis clásica se desarrolla mediante los siguientes pasos:

● Reacción: El 4-nitroclorobenceno se hace reaccionar con hidrosulfuro de sodio (NaSH) en un disolvente prótico polar (agua, metanol o etanol) en condiciones de reflujo.

● Mecanismo: El grupo paranitro, fuertemente aceptor de electrones, activa el anillo aromático hacia la sustitución aromática nucleofílica, permitiendo que el anión hidrosulfuro (HS⁻) desplace el átomo de cloro.

● Elaboración: Una vez finalizada, la mezcla de reacción se neutraliza con ácido para protonar el anión tiolato y liberar el tiol libre.

● Aislamiento: El producto se aísla mediante filtración, se lava y se seca para producir 4-nitrobencenotiol como un sólido amarillo.

● Rendimiento: normalmente entre 60 % y 80 % dependiendo de las condiciones de reacción.

Método 2: Ruta del polisulfuro (método mejorado)

Una ruta sintética mejorada implica la generación intencional de un intermedio de polisulfuro:

Paso 1: Se hace reaccionar 4-nitroclorobenceno con un exceso de polisulfuro de sodio (Na₂Sₓ) en medio acuoso o alcohólico.

Paso 2: El intermedio de polisulfuro formado inicialmente se reduce in situ mediante el exceso de polisulfuro o mediante un agente reductor para generar el anión tiolato.

Paso 3: La acidificación produce 4‑nitrobencenotiol con rendimientos más altos (hasta 85–90 %) y con menos subproductos en comparación con la ruta directa de NaSH.

Método 3: sustitución aromática nucleofílica alternativa

El compuesto también se puede sintetizar a partir de 4-nitrofluorobenceno o 4-nitroyodobenceno, que son más reactivos hacia la sustitución aromática nucleofílica que el 4-nitroclorobenceno debido a la mejor capacidad de grupo saliente del fluoruro o el yoduro. Sin embargo, estos materiales de partida son más caros, lo que hace que la ruta del clorobenceno sea más rentable para la producción industrial.

Ampliación de la producción industrial

La producción industrial suele seguir la ruta del polisulfuro debido a su mayor rendimiento y perfil de producto más limpio. La reacción se amplía en reactores grandes con control preciso de la temperatura y agitación eficiente. El producto se purifica mediante recristalización en un disolvente apropiado (p. ej., etanol o mezclas de agua/etanol) para lograr una pureza del 96 al 98 %. Debido al fuerte olor desagradable del compuesto, se requieren medidas especiales de ventilación y control de olores durante la fabricación y el embalaje.

Escenarios de aplicación

1. Síntesis del inhibidor Vif del VIH-1 para el desarrollo de fármacos antivirales

Un equipo de investigación farmacéutica está desarrollando nuevas terapias para combatir el VIH-1, en particular las cepas resistentes a los medicamentos, dirigiéndose al factor de infectividad viral (Vif), una proteína que neutraliza el factor de restricción del huésped A3G. El 4‑nitrobencenotiol se utiliza como componente clave para sintetizar una nueva clase de inhibidores de Vif con una estructura de 2‑amino‑N‑(5‑hidroxi‑2‑metoxifenil)‑6‑((4‑nitrofenil)tio)benzamida. El equipo hace reaccionar 4-nitrobencenotiol con un derivado de 2-amino-halobenzamida apropiado en condiciones de acoplamiento C-S catalizado por cobre para construir la estructura central. Los compuestos resultantes se evalúan para determinar su actividad antiviral en células infectadas por VIH-1 y su capacidad para bloquear las interacciones Vif-A3G. RN-18, un conocido antagonista de Vif, se encuentra entre los compuestos que incorporan el motivo 4-nitrofeniltio y sirve como estándar de referencia.

2. Desarrollo de sonda fluorescente de doble emisión para la detección de biotiol

Un grupo de investigación de química analítica está desarrollando nuevas sondas fluorescentes para la detección selectiva y sensible de biotioles (GSH, Cys, Hcy) en muestras biológicas, ya que los niveles anormales de estos tioles de moléculas pequeñas están asociados con diversas enfermedades. El 4-nitrobencenotiol se utiliza como material de partida para sintetizar una sonda fluorescente de doble emisión. La sonda está diseñada para sufrir una reacción desencadenada por tiol que da como resultado una respuesta de fluorescencia ratiométrica, lo que permite la detección diferencial de GSH frente a Cys/Hcy. La sonda se caracteriza por espectroscopía UV-Vis y fluorescencia y se aplica a la detección de biotioles en plasma humano o lisados ​​celulares, proporcionando un método rápido y sensible para el diagnóstico de enfermedades.

3. Síntesis del agente antifúngico tiosulfonato para la protección de cultivos

Un centro de investigación de agroquímicos está desarrollando fungicidas nuevos y respetuosos con el medio ambiente para combatir los hongos patógenos de las plantas que causan pérdidas devastadoras en los cultivos. El 4-nitrobencenotiol se utiliza para sintetizar una serie de derivados de tiosulfonato mediante oxidación con cloruros de sulfonilo apropiados. Los tiosulfonatos resultantes se analizan para detectar actividad antifúngica in vitro contra un panel de hongos patógenos de plantas, incluidos Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Alternaria solani, Alternaria brassicicola, Valsa mali, Phomopsis sp., Phytophthora capsica y Rhizoctonia solani. Los derivados de tiosulfonato exhiben actividad antifúngica de amplio espectro, y los compuestos de plomo se evalúan para determinar su fitotoxicidad y eficacia de campo en ensayos de invernadero.

4. Preparación de cloruro de 4-nitrofenilsulfenilo para la síntesis de péptidos

Un laboratorio de síntesis de péptidos requiere un grupo protector para la protección selectiva de los grupos funcionales tiol y amina durante la síntesis de péptidos en fase sólida. El 4-nitrobencenotiol se trata con cloro gaseoso en un disolvente inerte (p. ej., diclorometano) a baja temperatura para preparar cloruro de 4-nitrofenilsulfenilo (Nps-Cl). Este reactivo se utiliza para introducir el grupo protector Nps, que es estable en condiciones ácidas pero puede eliminarse selectivamente en condiciones reductoras suaves. El reactivo permite la protección ortogonal de tioles de cisteína o aminas de lisina en la síntesis de péptidos complejos y conjugados de péptidos.

5. Acoplamiento C-S catalizado por cobre para la síntesis de diariltioéter

Un equipo de química médica necesita una biblioteca de derivados de diariltioéter para estudios de relación estructura-actividad (SAR) dirigidos a una nueva enzima. Utilizando 4-nitrobencenotiol como socio de acoplamiento de tiol, el equipo realiza reacciones de acoplamiento cruzado C-S catalizadas por cobre con una variedad de yoduros o bromuros de arilo en condiciones suaves. Los tioéteres de 4-nitrofenilarilo resultantes se funcionalizan aún más en el grupo nitro (reducción a anilina, seguida de amidación) o en el anillo arilo mediante reacciones de acoplamiento cruzado adicionales. Se analiza la actividad de la biblioteca frente a la enzima objetivo y el análisis de la relación estructura-actividad identifica los sustituyentes clave responsables de la potencia y la selectividad.

6.Detección de iones nitritos para el control de la seguridad alimentaria

Un laboratorio de seguridad alimentaria necesita un método rápido y rentable para detectar bacterias productoras de nitritos en productos alimenticios, en particular Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus y Salmonella enterica, que pueden causar enfermedades graves transmitidas por los alimentos. El 4-nitrobencenotiol se utiliza como sonda colorimétrica o fluorométrica para la detección de iones nitrito. El tiol reacciona con el nitrito en condiciones ácidas para formar un nitrosotiol u otro producto cromogénico que puede detectarse mediante espectroscopia UV-Vis en una longitud de onda específica. El ensayo está optimizado en cuanto a sensibilidad y selectividad y se aplica a la detección de muestras de alimentos en busca de contaminación por nitritos y contaminación bacteriana.

7.Estudio de reacción inducida por plasmones para la investigación de catálisis de superficies

Un grupo de investigación en ciencia de materiales está estudiando el mecanismo de reacciones catalizadas en superficie inducidas por plasmones para aplicaciones en fotocatálisis y conversión de energía solar. El 4-nitrobencenotiol se utiliza como molécula sonda en experimentos de dispersión Raman mejorada en superficie (SERS) en nanopartículas metálicas plasmónicas (por ejemplo, plata u oro). La molécula se adsorbe sobre la superficie del metal a través del grupo tiol, y SERS monitorea in situ la conversión catalítica de 4-nitrobencenotiol en 4,4'-dimercaptoazobenceno u otros productos bajo iluminación láser. Se aclaran la cinética y el mecanismo de la reacción, lo que proporciona información sobre el papel de los electrones calientes y los efectos plasmónicos en la catálisis superficial.

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Cada lote se somete a:

● Cromatografía de gases (GC): pureza ≥97,0%

● Valoración no acuosa: pureza ≥97,0%

● Índice de refracción – análisis confirmatorio

● ¹H NMR – verificación estructural

● Apariencia: líquido transparente de incoloro a amarillo claro a naranja claro

Cada envío viene acompañado de un COA completo, una MSDS (con información completa del GHS) y un certificado de origen.

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