1,1'-carbonyldiimidazoleนามแฝง N.N'- Carbonyl Diimidazole, 1,1'- carbonyl diimidazole และ carbonyl diimidazole, สูตรโมเลกุล C7H6N4O, CAS 530-62-1, น้ำหนักโมเลกุล 162.15, ผลึกสีขาว Carbonyl Diimidazole เป็นสารประกอบที่มีปฏิกิริยาที่แข็งแกร่ง มันสามารถตอบสนองด้วย-COOH-NH2-โอ้และกลุ่มการทำงานอื่น ๆ เพื่อสังเคราะห์คีโตน, เอสเทอร์, ยูเรสและสารประกอบอื่น ๆ ที่ยากต่อการได้รับโดยวิธีการทั่วไป ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยากับเอมีนสามารถสังเคราะห์สารกำจัดศัตรูพืช imidazole ในขณะที่หลีกเลี่ยงการใช้ phosgene ที่เป็นพิษสูงซึ่งไม่ง่ายต่อการจัดเก็บและขนส่ง ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสังเคราะห์อินทรีย์สารกำจัดศัตรูพืชและตัวกลางยา
|
สูตรเคมี |
C7H6N4O |
|
มวลที่แน่นอน |
162 |
|
น้ำหนักโมเลกุล |
162 |
|
m/z |
162 (100.0%), 163 (7.6%), 163 (1.5%) |
|
การวิเคราะห์องค์ประกอบ |
C, 51.85; H, 3.73; N, 34.55; O, 9.87 |
|
|
|
เป็นสารรีเอเจนต์ Carbonylation ที่ใช้งานอยู่สูง1,1'-carbonyldiimidazole(CDI) ได้แสดงค่าการใช้งานที่กว้างในการสังเคราะห์อินทรีย์ชีวเคมีวิทยาศาสตร์วัสดุและการแพทย์เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์และลักษณะการเกิดปฏิกิริยา
โมเลกุล CDI ประกอบด้วยวงแหวน imidazole สองวงเชื่อมโดยกลุ่มคาร์บอนิล กลุ่มคาร์บอนิลของมันถูกเปิดใช้งานโดยเอฟเฟกต์การดึงอิเล็กตรอนที่แข็งแกร่งของวงแหวน imidazole เพื่อสร้างศูนย์บวกคาร์บอนที่มีปฏิกิริยาสูง โครงสร้างนี้ช่วยให้สามารถทำปฏิกิริยากับกลุ่มการทำงานที่มีไฮโดรเจนที่ใช้งานอยู่ (เช่น -COOH, -NH₂, -OH) เพื่อสร้างตัวกลางเช่น acyl imidazole, carbamoyl imidazole หรือ ester imidazole ตัวกลางเหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไทล์ (เช่นเอมีน, แอลกอฮอล์, thiols) ต่อไปเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เป้าหมายเช่นเอไมด์เอสเทอร์ยูเรสและคาร์บาเมต ลักษณะปฏิกิริยาของมันรวมถึง:
การเลือกที่สูง: ในระบบการอยู่ร่วมกันของเอมีน/รองเอมีนปฐมภูมิเอมีนหลักจะเปิดใช้งานที่อุณหภูมิห้องและการเปิดใช้งานกลุ่มฟังก์ชันคู่สามารถทำได้ผ่านการควบคุมเงื่อนไข
เงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรง: ไม่จำเป็นต้องมีกรดที่แข็งแรงฐานที่แข็งแรงหรืออุณหภูมิสูงและสามารถทำปฏิกิริยาได้ที่อุณหภูมิห้องถึง 60 องศา
ความเสถียรระดับกลาง: acyl imidazole ที่สร้างขึ้นระดับกลางสามารถนำเสนอได้อย่างเสถียรในตัวทำละลายอินทรีย์เป็นเวลาหลายชั่วโมงซึ่งสะดวกสำหรับการทำงานทีละขั้นตอน
ทางเลือกที่ไม่เป็นพิษ: สามารถแทนที่ phosgene ที่เป็นพิษสูง (COCL₂) สำหรับการสังเคราะห์ไอโซไซยาเนตและสารประกอบยูเรีย
1. เอเจนต์การมีเพศสัมพันธ์ที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการสร้างพันธบัตรเปปไทด์
CDI เป็นสารรีเอเจนต์หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์เฟสของแข็ง (SPPS) และการสังเคราะห์เปปไทด์เฟสของเหลวและกลไกของการกระทำรวมถึง:
การเปิดใช้งานโดยตรงของกรดคาร์บอกซิลิก: ทำปฏิกิริยากับกลุ่มคาร์บอกซิลของกรดอะมิโนเพื่อสร้าง acyl imidazole ซึ่งจะควบแน่นกับกลุ่มอะมิโนของกรดอะมิโนอื่นเพื่อสร้างพันธะเปปไทด์ ตัวอย่างเช่นในการสังเคราะห์เปปไทด์ต้านจุลชีพ LL-37 วิธีการเชื่อมต่อ CDI สามารถเพิ่มผลผลิตได้ 15% -20% เมื่อเทียบกับวิธี DCC/HOBT แบบดั้งเดิมในขณะที่ลดปฏิกิริยาข้างเคียงของการแข่งรถ
การป้องกันการเลือกระดับภูมิภาค: โดยการปรับสภาพปฏิกิริยาการป้องกันการเลือกของ N-terminus หรือ C-terminus สามารถทำได้ ตัวอย่างเช่นเมื่อการสังเคราะห์เปปไทด์วงจร CDI สามารถเปิดใช้งานกลุ่มคาร์บอกซิลเชนด้านข้างเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวก่อนวัยอันควรของพันธะเปปไทด์สายหลัก
การปรับเปลี่ยนเปปไทด์และการแตกแขนง: การใช้กลุ่มคาร์บอกซิลที่เปิดใช้งานโดย CDI, ฉลากฟลูออเรสเซนต์, โพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) หรือการปรับเปลี่ยน dendrimer สามารถแนะนำได้ ตัวอย่างเช่น fluorescein isothiocyanate (FITC) เชื่อมต่อกับโซ่ด้านไลซีนของอินซูลินผ่าน CDI เพื่อให้ได้การสร้างภาพการติดตามยา
2. การเชื่อมโยงข้ามโปรตีนและการตรึง
ปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้าม CDI-mediated สามารถสร้างพันธะเอไมด์ที่มีความยาวเป็นศูนย์หรือพันธะคาร์บาเมตระยะห่างระหว่างคาร์บอนเดี่ยวระหว่างโมเลกุลโปรตีน:
การตรึงของเอนไซม์: กลูโคสออกซิเดส (GOX) ถูกตรึงบนพื้นผิวของอนุภาคนาโนแม่เหล็กที่ดัดแปลงโดยอะมิโนโดยการเปิดใช้งานกลุ่มคาร์บอกซิลผ่าน CDI อัตราการกู้คืนกิจกรรมของเอนไซม์ที่ถูกตรึงถึงสูงถึง 92%และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้มากกว่า 10 ครั้ง
การเตรียมการของสารประกอบแอนติบอดี-แอนติเจน: ในการสังเคราะห์วัสดุอิมมูโนโหลดสแอร์เบนต์ CDI สามารถจับคู่โปรตีน A ไปยังผู้ให้บริการไฮดรอกซิเลต (เช่นเจล agarose) เพื่อสร้างชั้นการดูดซับความสัมพันธ์สูงสำหรับการทำให้บริสุทธิ์ของ IgG ในพลาสมา
1. การสังเคราะห์คีโตนเอสเตอร์และยูเรีย
การสังเคราะห์คีโตน: CDI ทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ organometallic (เช่นรีเอเจนต์ grignard) เพื่อสร้างโครงกระดูกคีโตนอย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นในการสังเคราะห์ acetophenone วิธี CDI จะเพิ่มผลผลิต 12% เมื่อเทียบกับเส้นทาง Acyl Chloride แบบดั้งเดิมและหลีกเลี่ยงการสร้างไฮโดรเจนคลอไรด์
การสังเคราะห์เอสเตอร์: CDI เปิดใช้งานกรดคาร์บอกซิลิกและควบแน่นด้วยแอลกอฮอล์เพื่อสร้างเอสเทอร์ วิธีนี้มีข้อดีอย่างมีนัยสำคัญในการสังเคราะห์ chiral esters ตัวอย่างเช่นในการเตรียมตัวกลางที่สำคัญของยาต้านไวรัส oseltamivir วิธี CDI สามารถควบคุมส่วนเกิน enantiomeric (EE) ได้มากกว่า 99%
สารประกอบยูเรีย: CDI ทำปฏิกิริยากับเอมีนเพื่อสร้าง carbamoyl imidazole intermediates ซึ่งจะควบแน่นต่อไปกับเอมีนอื่นเพื่อสร้างยูเรีย เส้นทางนี้จะทำให้ขั้นตอนการตอบสนองลดลง 2 ขั้นตอนเมื่อเทียบกับวิธี Phosgene เมื่อสังเคราะห์สารกำจัดวัชพืช fluroxypyr และเพิ่มการใช้ประโยชน์จากอะตอม 30%
2. การสังเคราะห์ที่ไม่ใช่ phosgene ของ isocyanates
CDI ทำปฏิกิริยากับเอมีนในรูปแบบ isocyanates หลีกเลี่ยงการใช้ phosgene ที่เป็นพิษสูง ตัวอย่างเช่นเมื่อการสังเคราะห์วัตถุดิบโพลียูรีเทนโทลูอีนไดไอโซไซยาเนต (TDI) วิธี CDI สามารถลดเวลาตอบสนองจาก 8 ชั่วโมงเป็น 2 ชั่วโมงและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ถึง 99.5%
3. การก่อสร้างสารประกอบเฮเทอโรไซคลิค
CDI สามารถใช้เป็นผู้บริจาคคาร์บอนิลเพื่อเข้าร่วมในการสังเคราะห์ heterocyclic:
imidazolopyridines: ผ่านปฏิกิริยา cyclization ของ CDI และ 2-aminopyridine, skeleton pyridine imidazo [1,2-a] pyridine ที่มีกิจกรรมต้านมะเร็งสามารถสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ
-lactam antibiotic intermediates: CDI ทำปฏิกิริยากับเกลือโพแทสเซียม penicillin v เพื่อสังเคราะห์กรด 7-aminocephalosporanic (7-ACA) ซึ่งเป็นตัวกลางที่สำคัญของยาปฏิชีวนะ cephalosporin โดยมีผลผลิตเพิ่มขึ้น 18% เมื่อเทียบกับวิธีการทางเคมีแบบดั้งเดิม
1. การทำงานของพอลิเมอร์
1,1'-carbonyldiimidazoleสามารถแนะนำโมเลกุลการทำงานลงในพื้นผิวพอลิเมอร์ผ่านพันธะโควาเลนต์:
การปรับเปลี่ยนความเข้ากันได้ทางชีวภาพ: บนพื้นผิวของกรด polylactic acid-co-glycolic (PLGA), CDI สามารถจับคู่โพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) หรือเปปไทด์ RGD ช่วยลดภูมิคุ้มกันของวัสดุและส่งเสริมการยึดเกาะของเซลล์
การดัดแปลงพอลิเมอร์นำไฟฟ้า: บนพื้นผิวของ polypyrrole (PPY), CDI สามารถตรึงกลูโคสออกซิเดสเพื่อสร้างเซ็นเซอร์กลูโคสที่มีความไวสูงด้วยขีด จำกัด การตรวจจับต่ำสุดที่0.1μm
2. วิศวกรรมพื้นผิววัสดุนาโน
CDI สามารถบรรลุการทำงานที่แม่นยำของอนุภาคนาโน:
การดัดแปลงควอนตัมดอท: CDI ใช้เพื่อคู่คาร์บอกซิเลต CDSE ควอนตัมจุดควอนตัมที่มีแอนติบอดีอะมิโนเพื่อสร้างอิมมูโนโพรฟฟลูออเรสเซนต์สำหรับการตรวจจับเครื่องหมายเนื้องอก CA125 ที่มีความไว 0.1ng/ml
ฟังก์ชั่นการทำงานของอนุภาคนาโนแม่เหล็ก: บนพื้นผิวของFe₃o₄, CDI สามารถจับคู่โมเลกุลกรดโฟลิกเพื่อให้ได้การรับรู้เฉพาะของเซลล์มะเร็งโดยระบบการส่งยาเสพติดเป้าหมาย
1. การสังเคราะห์ตัวกลางยาปฏิชีวนะ
CDI ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการสังเคราะห์ยาปฏิชีวนะ -lactam:
Cephalosporin C การดัดแปลงโซ่ด้านข้าง: CDI เปิดใช้งานกลุ่ม carboxyl ของ cephalosporin C และสามารถแนะนำโซ่ด้าน aminothiazole เพื่อสร้างโครงสร้างหลักของ cephalosporin รุ่นที่สาม
การแปลงเกลือโพแทสเซียม penicillin v: CDI สามารถแปลงเกลือโพแทสเซียมเพนิซิลลิน v เป็นกรด 6-aminopenicillanic (6-APA) ด้วยผลผลิต 95%และหลีกเลี่ยงการใช้คลอโรฟอร์มที่เป็นพิษสูง
2. ตัวกลางที่สำคัญของยาต้านไวรัส
เมื่อสังเคราะห์ยาต่อต้านเอชไอวี Efavirenz CDI สามารถสร้างกลุ่มยูเรียได้อย่างมีประสิทธิภาพในโครงสร้างหลักทำให้ขั้นตอนการสังเคราะห์สั้นลง 3 ขั้นตอนเมื่อเทียบกับเส้นทางดั้งเดิมและผลผลิตทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นจาก 45% เป็น 68%
3. การดัดแปลงยาต่อต้านเนื้องอก
CDI สามารถใช้สำหรับการปรับเปลี่ยน pegylation ของยา paclitaxel เช่นการมีเพศสัมพันธ์ MPEG-2000 ไปยังกลุ่ม 2'-hydroxyl ของ paclitaxel ผ่าน CDI ขยายครึ่งชีวิตของยา (จาก 2.8 ชั่วโมงถึง 24 ชั่วโมง) และลดภูมิคุ้มกัน
ข้อได้เปรียบทางเทคนิคและผลกระทบของอุตสาหกรรม
คุณลักษณะทางเคมีสีเขียว:
ระบบปฏิกิริยา CDI หลีกเลี่ยงการใช้รีเอเจนต์ที่เป็นพิษ (เช่น phosgene และ cyanide) และมีเศรษฐกิจอะตอมสูงตามมาตรฐานเคมีสีเขียวของปัจจัย e<10.
ความเป็นไปได้ทางอุตสาหกรรม:
วิธี CDI ได้รับการผลิตในระดับตัน ตัวอย่างเช่นในการสังเคราะห์ ceftriaxone sodium intermediates กำลังการผลิตประจำปีของอุปกรณ์ชุดเดียวถึง 200 ตันและต้นทุนการผลิตต่ำกว่าเส้นทางดั้งเดิม 35%
การรวมสหวิทยาการ:
เทคโนโลยี CDI ส่งเสริมการเชื่อมโยงข้ามในการสังเคราะห์อินทรีย์ชีวเคมีและวิทยาศาสตร์วัสดุ ตัวอย่างเช่นในวิศวกรรมเนื้อเยื่อวัสดุนั่งร้านที่ดัดแปลง CDI สามารถบรรลุการสนับสนุนเชิงกลและฟังก์ชั่นการส่งสัญญาณทางชีวภาพพร้อมกัน
การสังเคราะห์1,1'-carbonyldiimidazole:
imidazole ทำปฏิกิริยากับ phosgene ที่ละลายในเบนซีน, imidazole hydrochloride ในสารตั้งต้นถูกกรองและการกรองจะเข้มข้นเพื่อให้ได้ 1,1'- carbonyldiimidazole ที่มีผลผลิต 91%
เทเบนซีนที่ปราศจากน้ำ 200 มล. ลงในช่องกรวย 500 มล. และชั่งน้ำหนักด้วยจุก ถอดปลั๊กแก้วและติดตั้งท่อทางเข้าก๊าซด้วยตัวกรองแกนทรายบนช่องทาง ภายใต้การป้องกันอุณหภูมิห้องและท่ออบแห้งมีการแนะนำ phosgene ประมาณ 20 กรัมในประมาณ 1 ชั่วโมง (ปริมาณของสารละลายเบนซีนเพิ่มขึ้นประมาณ 12-16ml) เสียบช่องทางและชั่งน้ำหนักทันที น้ำหนักที่แท้จริงของ Phosgene คือ 16.55 กรัม (0.167 โมล) ดังนั้นปริมาณที่ต้องการของ imidazole จะถูกคำนวณตามอัตราส่วนโมลาร์ของ phosgene ต่อ imidazole ที่ 1: 4 จากนั้นติดตั้งช่องทางบนขวดคอสามคอที่มี imidazole 45.60 กรัม (0.669mol) และ 500 มล. tetrahydrofuran ภายใต้การทำความเย็นและการกวนแม่เหล็กไฟฟ้าวางสารละลายเบนซีนของฟอสกันภายใน 15-30 นาที ผสมต่อไปเป็นเวลา 15 นาทีและปล่อยให้ยืนที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 1 ชั่วโมง ในบรรยากาศที่แห้งแล้งให้เอาไฮโดรคลอไรด์อิมิดซาลด้วยช่องทางแกนทราย การกรองนั้นเข้มข้นถึงความแห้งกร้านภายใต้ 40 ~ 50 องศาและลดแรงดันเพื่อให้ได้ผลึกไร้สี 24.5 กรัม (91%)
ระวัง! Phosgene เป็นพิษและการดำเนินการนี้ควรดำเนินการในฮูดควัน
ป้ายกำกับยอดนิยม: 1,1'-carbonyldiimidazole CAS 530-62-1, ซัพพลายเออร์, ผู้ผลิต, โรงงาน, ขายส่ง, ซื้อ, ราคา, ราคา, จำนวนมาก, ขาย