1,1'-karbonyylidiimidatsoli. Karbonyylidiimidatsoli on eräänlainen yhdiste, jolla on vahva reaktiivisuus. Se voi reagoida-Cooh,-NH2,-Voi ja muut funktionaaliset ryhmät syntetisoimaan monia ketoneja, estereitä, ureaja ja muita yhdisteitä, joita on vaikea saada yleisillä menetelmillä. Esimerkiksi reaktio amiinin kanssa voi syntetisoida imidatsolien torjunta -aineita välttäen samalla erittäin myrkyllisen fosgeenin käyttöä, jota ei ole helppo varastoida ja kuljettaa. Käytetään pääasiassa orgaaniseen synteesiin, torjunta -aineisiin ja farmaseuttisiin välituotteisiin.
|
Kemiallinen kaava |
C7H6N4O |
|
Tarkka massa |
162 |
|
Molekyylipaino |
162 |
|
m/z |
162 (100.0%), 163 (7.6%), 163 (1.5%) |
|
Alkuainianalyysi |
C, 51.85; H, 3.73; N, 34.55; O, 9.87 |
|
|
|
Erittäin aktiivisena karbonylointireagenssina,1,1'-karbonyylidiimidatsoli(CDI) on osoittanut laajan käyttöarvoa orgaanisessa synteesissä, biokemiassa, materiaalitieteessä ja lääketieteessä sen ainutlaatuisten kemiallisten rakenteiden ja reaktioominaisuuksien vuoksi.
CDI -molekyyli koostuu kahdesta imidatsolirenkaasta, jotka sillataan karbonyyliryhmä. Sen karbonyyliryhmä aktivoi imidatsolirenkaan vahva elektronien viipymisvaikutus erittäin reaktiivisen hiilipositiivisen keskuksen muodostamiseksi. Tämä rakenne antaa sen reagoida selektiivisesti funktionaalisten ryhmien kanssa, jotka sisältävät aktiivista vetyä (kuten -COOH, -nh₂, -OH) välituotteiden, kuten asyyli imidatsolin, karbamoyyli imidatsolin tai esterin imidatsolin, tuottamiseksi. Nämä välituotteet voivat edelleen reagoida nukleofiilien (kuten amiinit, alkoholit, tiolit) kanssa kohdetuotteiden, kuten amidien, estereiden, ureajen ja karbamaattien kanssa. Sen reaktioominaisuuksia ovat:
Korkea selektiivisyys: Ensisijaisessa amiinissa/sekundaarisessa amiinissa rinnakkaiselojärjestelmässä primaariset amiinit aktivoidaan mieluummin huoneenlämpötilassa ja kaksoisfunktionaalinen ryhmän aktivaatio voidaan saavuttaa kunto -säätelyllä.
Lievät reaktio -olosuhteet: Vahvaa happoa, voimakasta emäs tai korkea lämpötila ei tarvita, ja reaktio voidaan suorittaa huoneenlämpötilassa 60 asteeseen.
Väliaikainen stabiilisuus: Generoitu asyyli-imidatsolin välituote voi olla stabiilisti orgaanisissa liuottimissa useita tunteja, mikä on kätevä vaiheittaiselle toiminnalle.
Ei-myrkyllinen vaihtoehto: Se voi korvata erittäin myrkyllisen fosgeenin (COCL₂) isosyanaattien ja ureayhdisteiden synteesille.
1. Korkean tehokkuuden kytkentäaine peptidisidoksen muodostumiselle
CDI on ydinreagenssi kiinteän faasin peptidisynteesissä (SPPS) ja nestemäisen faasin peptidisynteesissä, ja sen vaikutusmekanismi sisältää:
Karboksyylihapon suora aktivointi: reagoi aminohappojen karboksyyliryhmän kanssa asyyli -imidatsolin tuottamiseksi, joka sitten tiivistyy toisen aminohapon aminoryhmään peptidisidoksen muodostamiseksi. Esimerkiksi antimikrobisen peptidi LL-37: n synteesissä CDI-kytkentämenetelmä voi lisätä saantoa 15% -20% verrattuna perinteiseen DCC/HOBT-menetelmään vähentäen samalla rasemaation sivureaktiota.
Alueellinen selektiivinen suojaus: Säätämällä reaktio-olosuhteet, voidaan saavuttaa N-päät tai C-päät. Esimerkiksi, kun syntetisoidaan syklisiä peptidejä, CDI voi ensisijaisesti aktivoida sivuketjun karboksyyliryhmät välttämään pääketjun peptidisidosten ennenaikaisen muodostumisen.
Peptidimodifikaatio ja haarautuminen: Käyttämällä CDI: n, fluoresoivia etiketeitä, fluoresoivia etiketeitä, polyeteeniglykolia (PEG) tai dendrimeerimodifikaatiota aktivoituja karboksyyliryhmiä. Esimerkiksi fluoreseiini -isotiosyanaatti (FITC) kytketään insuliinin lysiinin sivuketjuun CDI: n kautta lääkkeen seurannan visualisoinnin saavuttamiseksi.
2. Proteiinin silloittaminen ja immobilisaatio
CDI-välitteiset silloitusreaktiot voivat muodostaa nollapituisia amidisidoksia tai yhden hiilisen etäisyyden karbamaattisidoksia proteiinimolekyylien välillä:
Entsyymin immobilisaatio: Glukoosioksidaasi (GOX) immobilisoidaan aminohumuotoisten magneettisten nanohiukkasten pinnalle aktivoimmalla karboksyyliryhmät CDI: n kautta. Immobilisoidun entsyymin aktiivisuuden palautumisnopeus saavuttaa 92%, ja sitä voidaan käyttää uudelleen yli 10 kertaa.
Vasta-aine-antigeenikompleksien valmistus: Immunoadsorbenttimateriaalien synteesissä CDI voi yhdistää proteiini A: n hydroksyloiduihin kantaja-aineisiin (kuten agaroosigeeliin) korkean affiniteetin adsorptiokerroksen muodostamiseksi IgG: n spesifistä puhdistusta plasmassa.
Kello 1. Ketonien, esterin ja ureayhdisteiden synteesi
Ketonien synteesi: CDI reagoi organometallisten reagenssien (kuten Grignard Reagents) kanssa ketonirenkien tehokkaaseen rakentamiseen. Esimerkiksi asetofenonin synteesissä CDI -menetelmä lisää saantoa 12% verrattuna perinteiseen asyylikloridireitille ja välttää vetykloridin muodostumisen.
Esterin synteesi: CDI aktivoi karboksyylihapot ja tiivistää ne alkoholilla estereiden muodostamiseksi. Tällä menetelmällä on merkittäviä etuja kiraalisten estereiden synteesissä. Esimerkiksi antiviruslääke -oseltamiviirin avainvälittäjien valmistelussa CDI -menetelmä voi hallita enantiomeeristä ylimääräistä (EE) yli 99%: iin.
Ureayhdisteet: CDI reagoi amiinien kanssa muodostaen karbamoyyli imidatsolivälituotteita, jotka tiivistetään edelleen toisen amiinin kanssa ureaan muodostamiseksi. Tämä reitti lyhentää reaktiota 2 vaihetta verrattuna fosgeenimenetelmään syntetisoidessaan rikkakasvien torjunta -ainetta FluroxyPyr ja lisää atomien käyttöä 30%.
2. isosyanaattien ei-fosgeenisynteesi
CDI reagoi amiinien kanssa isosyanaattien muodostamiseksi välttäen erittäin myrkyllisen fosgeenin käyttöä. Esimerkiksi, kun syntetisoidaan polyuretaania raaka -aineiden tolueenidiisosyanaattia (TDI), CDI -menetelmä voi lyhentää reaktioaikaa 8 tunnista 2 tuntiin ja tuotteen puhtaus saavuttaa 99,5%.
3. Heterosyklisten yhdisteiden rakentaminen
CDI: tä voidaan käyttää karbonyyli -luovuttajana osallistumaan heterosykliseen synteesiin:
Imidatsolopyridiinit: CDI: n ja 2-aminopyridiinin syklisointireaktion avulla imidatso [1,2-A] pyridiinin luuranko, jolla on kasvaimen vastainen aktiivisuus, voidaan rakentaa tehokkaasti.
-LAKTAMI-antibioottivälittäjät: CDI reagoi penisilliini V: n kaliumsuolan kanssa 7-aminocefalosporaanihapon (7-ACA) syntetisoimiseksi, kefalosporiiniantibioottien keskeinen välituote, saannon ollessa 18% verrattuna perinteisiin kemiallisiin menetelmiin.
1. Polymeerin funktionalisointi
1,1'-karbonyylidiimidatsolivoi tuoda funktionaaliset molekyylit polymeeripinnoille kovalenttisten sidosten kautta:
Bioyhteensopivuuden modifikaatio: Polylaktihappo-glykolihapon (PLGA) pinnalla CDI voi yhdistää polyeteeniglykolin (PEG) tai RGD-peptidin vähentäen merkittävästi materiaalin immunogeenisyyttä ja edistäen solujen tarttumista.
Johtava polymeerimodifikaatio: Polypyrrolin (PPY) pinnalla CDI voi immobilisoida glukoosioksidaasin erittäin herkän glukoosianturin rakentamiseksi, jonka havaitsemisraja on niin alhainen kuin 0,1 μm.
2. Nanomateriaalipintatekniikka
CDI voi saavuttaa nanohiukkasten tarkan funktionalisoinnin:
Kvanttipisteiden modifikaatio: CDI: tä käytetään karboksyloitujen CDSE -kvanttipisteiden yhdistämiseen amino -vasta -aineiden kanssa fluoresoivien immunoprobien rakentamiseksi kasvainmarkerin CA125 havaitsemiseksi herkkyydellä 0,1ng/ml.
Magneettisten nanohiukkasten funktionalisointi: Fe₃o₄: n pinnalla CDI voi pariutua foolihappomolekyyleihin kasvainsolujen spesifisen tunnistamisen saavuttamiseksi kohdennetuilla lääkkeiden jakelujärjestelmillä.
1. Antibioottivälituotteiden synteesi
CDI on korvaamaton -laktaamin antibioottien synteesissä:
Kefalosporiini C-sivuketjun modifikaatio: CDI aktivoi kefalosporiinin C karboksyyliryhmän ja voi tuoda aminotiatsolin sivuketjuja kolmannen sukupolven kefalosporiinin ydinrakenteen rakentamiseksi.
Penisilliini V -kaliumsuolan muuntaminen: CDI voi muuntaa penisilliini V: n kaliumsuolan 6-aminopeenisilaanihapoksi (6-APA), jonka saanto on 95%, ja välttää erittäin myrkyllisen kloroformaatin käyttöä.
2. Antiviruslääkkeiden keskeiset välituotteet
Syntetisoidessaan anti-HIV-lääkkeen efavirentsia, CDI voi rakentaa urearyhmän tehokkaasti ydinrakenteeseensa, lyhentämällä synteesivaiheita 3 vaiheella verrattuna perinteiseen reittiin, ja kokonaistuoto kasvaa 45%: sta 68%: iin.
3. kasvaimen vastainen lääkkeen muokkaus
CDI: tä voidaan käyttää paklitakselilääkkeiden, kuten MPEG-2000: n kytkemiseen paklitakselin 2'-hydroksyyliryhmään CDI: n kautta, pidentäen merkittävästi lääkkeen puoliintumisaikaa (2,8 tunnista 24 tuntiin) ja vähentämällä immunogeenisyyttä.
Tekniset edut ja teollisuuden vaikutukset
Vihreän kemian ominaisuudet:
CDI -reaktiojärjestelmä välttää myrkyllisten reagenssien (kuten fosgeenin ja syanidin) käytön, ja sillä on korkea atomitalous, joka täyttää E -tekijän vihreän kemian standardin<10.
Teollisuuden toteutettavuus:
CDI-menetelmä on saavuttanut tonnin tason tuotannon. Esimerkiksi keftriaksonin natriumvälituotteiden synteesissä yhden laitesarjan vuotuinen tuotantokapasiteetti saavuttaa 200 tonnia, ja tuotantokustannukset ovat 35% alhaisemmat kuin perinteinen reitti.
Monitieteinen integraatio:
CDI-tekniikka edistää orgaanisen synteesin, biokemian ja materiaalitieteen ristikkäin. Esimerkiksi kudostekniikassa CDI-modifioidut teline-materiaalit voivat samanaikaisesti saavuttaa mekaanisen tuen ja biologiset signaalinsiirtofunktiot.
Synteesi jstk1,1'-karbonyylidiimidatsoli:
Imidatsoli reagoitiin fosgeeniin, joka on liuennettu bentseeniin, reagenssin imidatsolihydrokloridi suodatetaan ja suodos on väkevöity 1,1'-karbonyyldididatsolin saamiseksi, jonka saanto on 91%.
Kaada 200 ml vedetöntä bentseeniä 500 ml: n kartiomaiseen suppiloon ja punnitse se tulpalla. Irrota lasitulppa ja asenna kaasunottoputki suppiloon hiekkaydinsuodatin. Huoneen lämpötilan ja kuivausputken suojaamisessa noin 20 g: n fosgeeni johdetaan noin 1H: ssa (bentseeniliuoksen tilavuus kasvaa noin 12-16 ml). Kytke suppilo ja punnitse se heti. Fosgeenin todellinen paino on 16,55 g (0,167 mooli). Siksi vaadittu imidatsolin määrä lasketaan fosgeenin molaarisuhteen mukaan imidatsoliksi 1: 4. Asenna sitten suppilo kolmen kaulan pulloon, joka sisältää 45,60 g (0,669 mol) imidatsolia ja 500 ml vedettömiä tetrahydrofuraaneja. Jäähdytyksen ja sähkömagneettisen sekoittamisen alla pudota fosgeenin bentseeniliuos 15-30 minuutin sisällä. Jatka sekoittamista 15 minuutiksi ja anna seistä huoneenlämpötilassa 1 tunti. Poista kuivassa ilmakehässä imidatsolihydrokloridi hiekkaydinsuppilolla. Suodo oli keskittynyt kuivuuteen alle 40 ~ 50 asteen ja vähentyneen painetta saadakseen 24,5 g (91%) väritöntä kideä.
Olla varovainen! Fosgeeni on myrkyllistä, ja tämä toimenpide tulisi suorittaa savukaukossa.
Suositut Tagit: 1,1'-karbonyylidiimidatsoli CAS 530-62-1, toimittajat, valmistajat, tehdas, tukkumyynti, osta, hinta, irtotavara, myytävänä