3-氟苯乙腈
[CAS 501-00-8]

基本信息

• 产品分类: 有机原料 >> 有机氟化合物 >> 氟苯腈系列
• 产品名称: 3-氟苯乙腈
• 英文名: 3-Fluorophenylacetonitrile
• 别名: 3-Fluorobenzeneacetonitrile; 3-Fluorobenzyl cyanide
• 分子式: C₈H₆FN
• 分子量: 135.14
• CAS 登录号: 501-00-8
• EC 号码: 207-918-2
• 分子行输入简码SMILES: C1=CC(=CC(=C1)F)CC#N

物理化学性质

• 密度: 1.1±0.1 g/cm³ 计算值^*, 1.163 g/mL (实验值)
• 沸点: 226.8 °C 760 mmHg (计算值)^*, 248.6 - 249.9 °C (实验值)
• 闪点: 83.1±24.1 °C (计算值)^*, 113 °C (实验值)
• 折射率: 1.508 (计算值)^*, 1.502 (实验值)

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

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P271-P280-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
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
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
急性毒性	Acute Tox.	3	H311
急性毒性	Acute Tox.	3	H301
急性毒性	Acute Tox.	2	H330
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319
急性毒性	Acute Tox.	3	H331

chemBlink 化学品故事

3-氟苯乙腈（CAS 501-00-8）是一种含氟芳香腈，主要作为有机合成和药物合成中间体使用，也称为 3-氟苄基氰。其分子式为 C₈H₆FN，分子量为 135.14。从结构上看，它由一个 3 位带氟原子的苯环，通过一个亚甲基与腈基连接而成，可以简写为 F-C₆H₄-CH₂-CN。

这个结构简单的小分子同时具有两个对有机合成很有价值的特点：一个是含氟芳香环，另一个是腈基。腈基具有很强的吸电子作用，因此能够明显影响相邻亚甲基的化学反应性。

普通苯乙腈的结构可以写成 C₆H₅-CH₂-CN。位于苯环和腈基之间的亚甲基，在足够强的碱作用下可以失去一个氢，形成具有较强反应能力的含碳中间体。这个碳随后可以与其他分子形成新的碳碳键。

因此，苯乙腈类化合物的一个重要合成价值，就是能够把原本简单的 CH₂ 位置变成继续扩展碳骨架的起点。

3-氟苯乙腈则在苯环的 3 位增加了一个氟原子。这个氟并不只是用来区别化合物名称。氟具有很强的电负性，碳氟键也具有特殊的电子和结构性质。在药物化学中，把氟准确放置在分子的某一个位置，有时能够影响分子的构象、电子分布、脂溶性、代谢过程以及与生物靶点之间的相互作用。

这些影响取决于整个分子的结构，因此不能简单认为“含氟就一定具有某种药理性质”。但是，含氟结构单元非常有价值，因为化学家可以在合成早期就把氟放到预定位置，然后让这个碳氟键随着后续反应一直保留下去。

CAS 501-00-8 有一个非常明确的实际例子，就是失眠治疗药物莱博雷生的合成。

莱博雷生是一种双重食欲素受体拮抗剂，用于失眠治疗。它的完整分子中含有两个氟原子，一个位于含氮芳香环上，另一个位于中央苯环的 3 位。公开的药物合成综述明确指出，莱博雷生的合成可以从 3-氟苄基氰，也就是 3-氟苯乙腈开始。

这个合成特别有意思，是因为最终药物中另一个非常醒目的结构也从这个简单原料开始逐渐形成：一个三元环丙烷。

环丙烷是最小的碳环，由三个碳原子组成，具有高度受到限制的几何结构。现代药物化学经常使用环丙烷，因为这个很小的环能够在非常有限的空间中固定取代基的方向，从而改变整个药物分子的三维形状。

公开的食欲素受体拮抗剂生产工艺描述了从 3-氟苯乙腈开始构建这种结构的过程。首先利用强碱作用于腈基旁边的碳，使这个位置获得形成新碳碳键的能力，再经过一系列反应逐渐形成含环丙烷的中间体。

一项公开专利中的实例甚至直接从 200 克 3-氟苯乙腈开始。经过碳碳键形成以及后续转化，得到含有 3-氟苯基的双环内酯中间体，再进一步加工成为合成食欲素受体拮抗剂所需要的具有确定立体结构的环丙烷结构单元。

这个过程很好地说明了一个官能团怎样充当暂时的“分子施工工具”。腈基通过改变相邻碳的反应性，帮助化学家建立新的碳骨架。随着合成继续进行，围绕这个位置的官能团可以发生变化，但早期建立起来的碳骨架却被保留下来，最终成为复杂药物结构的一部分。

苯环上的氟则扮演了不同角色。它从合成开始就已经存在，并在后续许多反应中一直保留下来，最终仍然位于莱博雷生中央苯环相应的位置。

这很好地展示了有机合成中官能团的两种不同任务。有些基团被引入，是因为最终产品需要保留它们；另一些基团的主要价值，则在于它们能够帮助完成某一步反应或者建立某一段分子骨架。

莱博雷生的研发过程还说明，药物化学中的氟并不是随意添加的。公开研究表明，研发人员曾比较不同的含氟取代方式，最终选择的氟原子位置与受体结合能力、溶解性质以及整体药理表现有关。

莱博雷生作用于食欲素信号系统。食欲素是一类参与维持清醒状态的神经肽。双重食欲素受体拮抗剂通过同时阻断两种食欲素受体，降低维持清醒的神经信号，从而产生促进睡眠的作用。

这些药理作用属于最终的莱博雷生，而不是 3-氟苯乙腈本身。CAS 501-00-8 只是上游合成原料，不能把它描述成食欲素受体拮抗剂或者失眠治疗药物。

但是，它与最终药物之间的化学联系却非常直接。这个小分子提供的部分原子，在经过许多步反应以后，仍然能够在最终复杂分子中辨认出来。

3-氟苯乙腈因此也是理解逆合成分析的一个很好例子。面对一个结构复杂的药物，化学家首先考虑可以把它拆分成哪些比较简单的结构片段；真正进行合成时，再反过来把这些小片段逐步改变、连接、成环并增加新的官能团。

在这里，一个简单的含氟苯乙腈成为建立具有确定立体结构的环丙烷骨架的起点。

最初只有 F-C₆H₄-CH₂-CN 这样一个很小的结构，经过多步合成以后，却进入一个含有多个环、多个氮氧原子、明确立体结构以及两个精确定位氟原子的药物分子。

这个过程说明，药物分子的复杂性并不需要一开始就存在。有时候，一个简单中间体真正重要的地方，就是它已经把正确的原子放在正确的位置，同时还带有一个能够启动下一阶段分子建造的官能团。

References

1. NIST Chemistry WebBook. Benzeneacetonitrile, 3-fluoro-, CAS 501-00-8.
https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C501008

2. Fisher Scientific. 3-Fluorophenylacetonitrile, CAS 501-00-8.

3. Inoue, A. et al. (2023). "FDA-Approved Fluorinated Heterocyclic Drugs from 2016 to 2022." International Journal of Molecular Sciences, 24, 7728.
https://www.mdpi.com/1422-0067/24/9/7728

4. US 2015/0025237 A1. Methods and Compounds Useful in the Synthesis of Orexin-2 Receptor Antagonists.