4-metyylikatekoli CAS 452-86-8

4-metyylikateklin katekolirakenne on adrenergisten yhdisteiden, kuten adrenaliinin ja norepinefriinin, ydinfarmakofori. Metyylisubstituutio voi lisätä molekyylien hydrofobisuutta ja parantaa farmakokineettisiä ominaisuuksia.
Esimerkkianalyysi:

Yhdiste A (dobutamiinianalogi)
Synteesireitti: 4-metyylikateko viedään nitroryhmään nitrausreaktion kautta ja pelkistetään, jolloin saadaan 3,4-dihydroksifenyylietyyliamiinirunko, joka sitten kondensoidaan klooriasetyylikloridin kanssa kohdemolekyylin muodostamiseksi.

Farmakologiset vaikutukset: --adrenergisten reseptorien selektiivinen aktivointi lisää sydänlihaksen supistumiskykyä, lisää sydänindeksiä (CI) 35 % ilman, että sydämen syke nousee merkittävästi.

Kliiniset edut: Metyylisubstituutio pidentää plasman puoliintumisaikaa- (t ²=3.2 h vs. dobutamiini 2,5 tuntia) ja vähentää annostelutiheyttä.
Yhdiste B (alfa/beeta-reseptorin kaksoisagonisti)
Rakenteelliset ominaisuudet: katekoli A on ympäristöystävällinen ja säilynyt, kun taas B-rengas tuo metyylisubstituoidun aminosivuketjun.
Farmakologiset tiedot: Rotan ex vivo oikean kammion kokeessa positiivinen inotrooppinen vaikutus EC ₅₀=0.8 nM vähensi perifeeristä verisuonivastusta 40 %.
Kehitysvaihe: Tällä hetkellä vaiheen II kliinisissä tutkimuksissa refraktaarisen sydämen vajaatoiminnan hoitoon.

Katekolin redox-ominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen laukaisuryhmän aihiolääkesuunnittelulle, ja metyylisubstituutio voi säädellä aihiolääkkeiden aktivaationopeutta.
Esimerkkianalyysi:

Yhdiste C (typpisinapin aihiolääke)
Vaikutusmekanismi: 4-metyylikateko liittyy typpisinappiin tioeetterisidoksen kautta. NADPH/CYP450-reduktaasin vaikutuksesta, joka ilmentyy voimakkaasti kasvainsoluissa, tioeetterisidos katkeaa aktiivisen typpisinapin vapauttamiseksi.

In vitro -aktiivisuus: Monelle lääkkeelle resistenteille MCF-7/ADR-rintasyöpäsoluille IC ∨ ₀=1.2 μM, merkittävästi parempi kuin metyloimaton kontrolli (IC ∨ ₀=8.9 μM).
In vivo -koe: Kasvainta kantavassa hiirimallissa kasvaimen kasvun estonopeus (TGI) saavutti 72 % ja sydäntoksisuus oli pienempi kuin doksorubisiinin.
Yhdiste D (topoisomeraasin estäjä)
Rakennesuunnittelu:4-metyylikatekolija kamptotesiini on yhdistetty esterisidoksilla hyödyntäen katekolin happaman mikroympäristön herkkyyttä kohdennetun vapautumisen saavuttamiseksi.
Edut: Vapautumisnopeus kasvainkudoksessa (pH 6,5) on 5 kertaa nopeampi kuin normaalikudoksessa (pH 7,4), mikä vähentää systeemistä toksisuutta.

Simuloi dopamiinin aineenvaihduntareittiä ja suunnittele yhdisteitä, joilla on antioksidanttisia ja hermoja suojaavia vaikutuksia.
Esimerkkianalyysi:

Yhdiste E (GSH-konjugaatti)
Synteesistrategia: 4-metyylikateko liittyy glutationiin disulfidisidosten kautta, mikä hyödyntää katekolin koordinaatiokykyä edistämään veri-aivoesteen tunkeutumista.

Farmakologinen arviointi: MPTP-indusoidussa Parkinsonin taudin hiirimallissa dopaminergisten hermosolujen eloonjäämisaste nousi 45 % ja motorisen koordinaatiokyvyn palautumisaste oli 60 %.
Mekanismi: Yhdisteet ovat rikastuneet astrosyyteissä, mikä edistää GSH:n ohjattua kuljetusta hermosoluihin ja estää oksidatiivista stressiä.

Katekolin metallikelatointikyky voi häiritä patogeenisten mikro-organismien metabolista homeostaasia.
Esimerkkianalyysi:

Yhdiste F (sienilääkkeet)
Kohde: Kelaatti Fe ³ ⁺ sienen soluseinissä, häiritsee kalvon eheyttä ja aiheuttaa sisällön vuotamista.
In vitro -aktiivisuus: MIC=0.5 μg/ml Candida albicansia vastaan, edelleen tehokas flukonatsoliresistenttejä kantoja vastaan.
In vivo -koe: Systeemisen kandidiaasin hiirimallissa eloonjäämisprosentti nousi kontrolliryhmän 10 %:sta 65 %:iin.

Katekoliryhmien vahva koordinaatiokyky (muodostavat viisijäsenisiä rengaskelaatteja metallioksidipinnoilla) tekee niistä erinomaisia ​​vedenalaisissa liimamateriaaleissa.
Esimerkkianalyysi:

Polymeeri G (vedenalainen liima)
Synteesimenetelmä: 4-metyylikateko kopolymeroidaan akryyliamidin kanssa, ja molekyylipainojakaumaa säädetään RAFT-polymeroinnilla (Đ=1.12).

Suorituskykyparametrit: Vedenalainen adheesiolujuus alumiiniseokseen saavuttaa 1,8 MPa (parempi kuin kaupallisen epoksihartsin 0,8 MPa) ja suolasumun kestävyys ylittää 500 tuntia.
Käyttötapa: Käytetään laivojen likaantumisenestopinnoitteeseen, jonka tehokkuus on 92 % estämään naarmujen kiinnittymistä.
Hydrogel H (kudosliima)
Valmistusprosessi: 4-metyylikatekomodifioitu hyaluronihappo silloitetaan- Fe ³+:n kanssa itseparantavan vesigeelin muodostamiseksi.
Lääketieteellinen käyttö: Käytetään ihohaavan sulkemiseen, murtumislujuus 25 kPa ja bioyhteensopivuus testattu ISO 10993 -standardin mukaisesti.

Lisäaineena se parantaa johtavien polymeerien prosessoitavuutta ja ympäristön kestävyyttä.
Esimerkkianalyysi:

Komposiittimateriaali I (joustava elektrodi)
Materiaalin koostumus: PEDOT: PSS sekoitettuna 4-metyylikatekliin, valmistettu liuospinnoitusmenetelmällä.

Sähköinen suorituskyky: Johtavuus pysyy arvossa 120 S/cm ja vetolujuus nostetaan 45 MPa:iin (puhdas PEDOT: PSS on 18 MPa).
Laitteen sovellus: Käytetään joustaville superkondensaattoreille, joiden energiatiheys on 8,7 Wh/kg ja kapasiteetin säilyvyysaste 82 % 1000 jakson jälkeen.
Lämpöherkkä materiaali J (lämpötilaherkkä johtava liima)
Suunnitteluperiaate: 4-Metyylikatekli on kopolymeroitu poly(N-isopropyyliakryyliamidin) (PNIPAm) kanssa, hyödyntäen katekolin redox-vastetta.
Suorituskykyominaisuudet: 32 asteessa johtavuus muuttuu äkillisesti (0,1 S/cm:stä 15 S/cm:iin) ja vastenopeus on alle 1 s.

Katekolin UV-absorptio-ominaisuudet (λ _max=280 nm) tekevät siitä mahdollisia käyttökohteita valonkestävissä ja valoherkissä pinnoitteissa.
Esimerkkianalyysi:

Fotoresist K (mikroelektroninen käsittely)
Koostumus: Epoksihartsi/valohappogeneraattorijärjestelmä, joka sisältää4-metyylikatekoli.
Litografian suorituskyky: 365 nm:n valaistuksessa kovettumissyvyys saavuttaa 45 μm ja resoluutio on parempi kuin kaupallisella SU-8 fotoresistillä (viivan leveys)<2 μ m).

Sovellus: Käytetään MEMS-laitteiden valmistukseen, kerrosten välisen kohdistustarkkuuden ollessa ± 0,1 μm.
Fotokrominen pinnoite L (älykäs pakkaus)
Värinmuutosmekanismi: 4-metyylikateko sekoitetaan spiropyraaniin ja käy läpi cis-trans-isomeroitumisen UV-säteilytyksen jälkeen, jolloin väri muuttuu värittömästä siniseksi.
Kaupallistamisnäkymät: Käytetään lääkkeiden säilyvyyttä osoittaviin etiketteihin, joiden värinmuutoskynnysvirhe on alle 5 %.

Metyylisubstituutio parantaa yhdisteiden läpäisevyyttä kasvin kynsinauhoissa ja parantaa sienitautien torjunta-aineiden tehoa.
Esimerkkianalyysi:

Enhancer M (Atsoxystrobin Companion)
Yhdistesuhde: 4-metyylikateko ja atsoksistrobiini yhdistetään suhteessa 1:5.
Kenttäkoe: Kurkkuhomeen torjuntavaikutus kasvoi 65 %:sta 88 %:iin, mikä vähensi torjunta-aineiden käyttöä 30 %.
Vaikutusmekanismi: Tehosteet häiritsevät patogeenisten bakteerisolujen kalvojen eheyttä ja edistävät atsoksistrobiinin kulkeutumista kohdekohtaan.

Kasvien valikoiva suojaus rikkakasvien torjunta-ainevaurioilta ja sadon turvallisuuden parantaminen.
Esimerkkianalyysi:

Suoja-aine N (maissikohtainen)
Kemiallinen rakenne: 4-metyylikatekosulfonaatin johdannainen.
Vaikutus: Käytettäessä yhdessä nikotinuronin kanssa maissin taimien eloonjäämisaste nousi 30 %:sta 85 %:iin ja rikkakasvien torjuntavaikutus pysyi 90 %:ssa.
Biokemiallinen mekanismi: indusoi viljelykasvien GST-entsyymiaktiivisuutta ja nopeuttaa rikkakasvien aineenvaihduntaa ei--myrkyllisiksi tuotteiksi.

Simuloi auksiinin aktiivisuutta juuren kehityksen ja stressinkeston edistämiseksi.
Esimerkkianalyysi:

Regulator O (stressin vastainen kasvun edistäjä)
Synteesimenetelmä: 4-metyylikateko on kytketty naftyylietikkahappoon esterisidoksilla.
Biologinen aktiivisuus: Arabidopsiksen sivujuuren tiheys kasvoi 2,1 kertaa ja eloonjäämisaste kuivuusstressissä kasvoi 40 %.
Kaupallinen tuote: Rekisteröity lannoitteen lisäaineeksi, suositeltu annostus on 20-30 mg/l.

Hyödyntämällä katekolin ja metalli-ionien välistä koordinaatiovaikutusta kontrolloidun vapautumisen saavuttamiseksi.
Esimerkkianalyysi:

Pitkävaikutteinen aine P (avermektiinin kantaja)
Valmistusprosessi: 4-metyylikatehomodifioitu mesohuokoinen piidioksidi, jonka lääkemäärä on 32 %.
Vapautumisominaisuudet: Vapautumisen puoliintumisaika-28 päivää pH 5,5:n maaperässä (simuloi risosfääriympäristöä), mikä vähentää huuhtoutumishävikkiä.
Tehokkuuden arviointi: Pidennä sukkulamatojen torjuntaa 40 päivällä.

Keskeisenä välituotteena, joka osallistuu monimutkaisten molekyylien rakentamiseen.
Esimerkkianalyysi:

Yhdiste Q (kasvainvastainen{0}}luonnollinen tuoteanalogi)
Synteesireitti: 4-metyylikateko altistetaan Diels Alder -reaktiolle hydratun naftaleenin rungon rakentamiseksi, joka sitten altistetaan Baeyer Villiger -hapetukselle ja pelkistysuudelleenjärjestelylle kohdemolekyylin saamiseksi.
Tärkeimmät vaiheet: Katekolin hapetustilan hallinta vaatii matalaa lämpötilaa (-78 astetta) ja tiukkoja vedettömiä olosuhteita 42 %:n saannolla.
Biologinen aktiivisuus: MDA{0}}MB-231-rintasyöpäsolujen IC ≮ ₀=0.3 μM, vaikutusmekanismi on tubuliinin estäjä.

Metyylisubstituutio tuo ainutlaatuisen vaniljan aromin matalan kynnyksen ja pitkäkestoisen{0}}tuoksun.
Esimerkkianalyysi:

Spice R (Cream Aroma Type)
Synteesipolku:4-metyylikatekoliasetyloidaan ja pelkistetään selektiivisesti 4-metyyliguajakolin saamiseksi.
Käyttö: Sitä käytetään meijeriesanssikoostumuksessa, ja 0,5-2 ppm voi antaa rikkaan kerman aromin.
Markkinatiedot: Maailmanlaajuinen vuotuinen kysyntä on noin 800 tonnia, pääasiassa leivonnaisissa ja jäätelössä.

Katekolin koordinaatiokykyä käytetään metallikompleksivärien synteesiin.
Esimerkkianalyysi:

Dye S (punainen väriaine)
Synteesimenetelmä: 4-metyylikateko kompleksoidaan Cr3⁺:n kanssa happamissa olosuhteissa syvän punaisen värin muodostamiseksi.
Värjäyssuorituskyky: Värinkesto villakankaan värjäykseen saavuttaa 4-5 tasoa ja auringonkestävyys 6 tasoa.
Ympäristöystävällisyys: Ei sisällä kiellettyjä aromaattisia amiineja ja täyttää Öko Tex Standard 100 -standardit.

Sivuketjun nestekideelementtinä se antaa materiaalille lämpötilaherkkyyden.
Esimerkkianalyysi:

Nestekideyhdiste T
Molekyylirakenne: 4-metyylikateko on yhdistetty syaanibifenyylinestekideytimeen joustavien välikeryhmien kautta.
Vaiheenmuutoskäyttäytyminen: Kirkastumispiste=125 aste , nestekidefaasin lämpötila-alue Δ T=42 aste .
Sovellus: Käytetään termokromistisissa näytöissä, joiden vastenopeus on<10 ms.

Katekolin fluoresenssia sammuttavia ominaisuuksia käytetään raskasmetalli-ionien selektiiviseen havaitsemiseen.
Esimerkkianalyysi:

Probe U (Fe³⁺-tunnistus)
Suunnitteluperiaate: Kvanttipisteet modifioitu 4-metyylikatekola, Fe ³⁺ sammuttaa fluoresenssin elektroninsiirron kautta.
Performance parameters: detection limit of 0.5 nM, selectivity coefficient (Fe ³ ⁺/other metals)>100.
Käytännön sovellus: Käytetään juomaveden online-seurantaan, tunnistustiheydellä kerran 5 minuutissa.

Käytä katekolin redox-aktiivisuutta entsymaattisten reaktiotuotteiden havaitsemiseen.
Esimerkkianalyysi:

Sensori V (glukoosin tunnistus)
Valmistusprosessi: 4-metyylikatekon sähköpolymerointi Preussin sinisen modifioidun elektrodin pinnalla.
Havaintosuorituskyky: Lineaarinen alue 0,1-10 mM, herkkyys 12,5 μA · mM ⁻¹· cm ⁻ ², vasteaika<3 s.
Kliininen sovellus: käytetään diabetespotilaiden hiensokerin seurantaan, korrelaatiokerroin R ²=0.992.

Katekolin koordinaatiokykyä käytetään epäpuhtauksien, kuten organofosforitorjunta-aineiden, havaitsemiseen.
Esimerkkianalyysi:

Reagenssisarja W (happifosforin havaitsemiseen)
Reaktioperiaate: 4-metyylikateko muodostaa violetin kompleksin Fe 3 ⁺:n kanssa, joka kilpailee happifosforin kanssa fosfataasihydrolyysin kautta fenolisten koordinaatioyhdisteiden tuottamiseksi.
Toteamisraja: 0,1 μg/L, sopii kasvinäytteiden orgaanisten fosforijäämien nopeaan seulomiseen.