1,1'-คาร์บอนิลไดอิมิดาโซล CAS 530-62-1

1,1'-คาร์บอนิลไดอิมิดาโซลนามแฝง N.N'- carbonyl diimidazole, 1,1'- carbonyl diimidazole และ carbonyl diimidazole, สูตรโมเลกุล C7H6N4O, CAS 530-62-1, น้ำหนักโมเลกุล 162.15, ผลึกสีขาว, ไม่ละลายในน้ำ, ละลายได้ในแอลกอฮอล์และอีเทอร์ Carbonyl diimidazole เป็นสารประกอบชนิดหนึ่งที่มีปฏิกิริยารุนแรง ก็สามารถทำปฏิกิริยากับ^-ซีโอโอ^-NH2,^-OH และหมู่ฟังก์ชันอื่นๆ เพื่อสังเคราะห์คีโตน เอสเทอร์ ยูเรีย และสารประกอบอื่นๆ จำนวนมากที่หาได้ยากโดยวิธีการทั่วไป ตัวอย่างเช่น การทำปฏิกิริยากับเอมีนสามารถสังเคราะห์ยาฆ่าแมลงอิมิดาโซลได้ ขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงการใช้ฟอสจีนที่เป็นพิษสูงซึ่งง่ายต่อการจัดเก็บและขนส่ง ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ สารกำจัดศัตรูพืช และตัวกลางทางเภสัชกรรม

เนื่องจากเป็นรีเอเจนต์คาร์บอนิลเลชันที่มีฤทธิ์สูง1,1'-คาร์บอนิลไดอิมิดาโซล(CDI) แสดงให้เห็นคุณค่าการใช้งานที่หลากหลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ชีวเคมี วัสดุศาสตร์ และการแพทย์ เนื่องจากมีโครงสร้างทางเคมีและลักษณะปฏิกิริยาที่เป็นเอกลักษณ์

1. กลไกการเกิดปฏิกิริยาหลักและคุณสมบัติทางเคมี

 

โมเลกุล CDI ประกอบด้วยวงแหวนอิมิดาโซลสองวงที่เชื่อมต่อกันด้วยหมู่คาร์บอนิล หมู่คาร์บอนิลของมันถูกกระตุ้นโดยอิเล็กตรอนที่แรง-ดึงผลของวงแหวนอิมิดาโซลออกเพื่อสร้างจุดศูนย์กลางคาร์บอนบวกที่มีปฏิกิริยาสูง โครงสร้างนี้ช่วยให้สามารถเลือกทำปฏิกิริยากับหมู่ฟังก์ชันที่มีไฮโดรเจนที่แอคทีฟได้ (เช่น -COOH, -NH₂, -OH) เพื่อสร้างสารตัวกลาง เช่น เอซิล อิมิดาโซล, คาร์บาโมอิล อิมิดาโซล หรือเอสเทอร์ อิมิดาโซล สารตัวกลางเหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยาเพิ่มเติมกับนิวคลีโอไทล์ (เช่น เอมีน, แอลกอฮอล์, ไทออล) เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เป้าหมาย เช่น เอไมด์, เอสเทอร์, ยูเรียและคาร์บาเมต ลักษณะปฏิกิริยาประกอบด้วย:

 

 

ความสามารถในการคัดเลือกสูง: ในระบบการอยู่ร่วมกันของเอมีนหลัก/เอมีนรอง เอมีนปฐมภูมิจะถูกกระตุ้นเป็นพิเศษที่อุณหภูมิห้อง และการเปิดใช้งานกลุ่มฟังก์ชันคู่สามารถทำได้ผ่านการควบคุมเงื่อนไข

สภาวะของปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรง: ไม่ต้องใช้กรดแก่ เบสแก่ หรืออุณหภูมิสูง และสามารถทำปฏิกิริยาได้ที่อุณหภูมิห้องถึง 60 องศา
ความเสถียรระดับกลาง: สารมัธยันตร์เอซิล อิมิดาโซลที่สร้างขึ้นสามารถคงอยู่ในตัวทำละลายอินทรีย์ได้นานหลายชั่วโมง ซึ่งสะดวกสำหรับการดำเนินการทีละขั้นตอน-}
ทางเลือกที่ไม่-เป็นพิษ: สามารถใช้แทนฟอสจีนที่มีความเป็นพิษสูง (COCl₂) สำหรับการสังเคราะห์ไอโซไซยาเนตและสารประกอบยูเรีย

2. บทบาทสำคัญในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน

 

1. สารเชื่อมต่อประสิทธิภาพสูง-สำหรับการสร้างพันธะเปปไทด์
CDI เป็นรีเอเจนต์หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์เฟสของแข็ง (SPPS) และการสังเคราะห์เปปไทด์เฟสของเหลว และกลไกการออกฤทธิ์ประกอบด้วย:
การกระตุ้นกรดคาร์บอกซิลิกโดยตรง: ทำปฏิกิริยากับกลุ่มคาร์บอกซิลของกรดอะมิโนเพื่อสร้างเอซิลอิมิดาโซล ซึ่งจะควบแน่นกับกลุ่มอะมิโนของกรดอะมิโนอีกตัวหนึ่งเพื่อสร้างพันธะเปปไทด์ ตัวอย่างเช่น ในการสังเคราะห์เปปไทด์ต้านจุลชีพ LL-37 วิธีการควบคู่ CDI สามารถเพิ่มผลผลิตได้ 15%-20% เมื่อเปรียบเทียบกับวิธี DCC/HOBt แบบดั้งเดิม ในขณะที่ลดปฏิกิริยาข้างเคียงของราซีมิเซชัน
การป้องกันแบบเลือกเฉพาะภูมิภาค: โดยการปรับเงื่อนไขของปฏิกิริยา สามารถเลือกการป้องกันที่ปลายทาง N- หรือปลายทาง C- ได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อสังเคราะห์ไซคลิกเปปไทด์ CDI สามารถกระตุ้นหมู่คาร์บอกซิลสายโซ่ด้านข้างอย่างพิเศษเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อรูปก่อนกำหนดของพันธะเปปไทด์สายหลัก

 

การดัดแปลงเปปไทด์และการแตกแขนง: การใช้หมู่คาร์บอกซิลที่กระตุ้นโดย CDI, ฉลากฟลูออเรสเซนต์, โพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) หรือการดัดแปลงเดนไดเมอร์สามารถทำได้ ตัวอย่างเช่น ฟลูออเรสซีน ไอโซไทโอไซยาเนต (FITC) ถูกจับคู่กับสายด้านข้างไลซีนของอินซูลินผ่านทาง CDI เพื่อให้เกิดการแสดงภาพการติดตามยา

2. โปรตีนครอส-เชื่อมโยงและการตรึง
ปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้าม-ที่เป็นสื่อกลางของ CDI-สามารถสร้างพันธะเอไมด์ที่มีความยาวเป็นศูนย์- หรือพันธะคาร์บาเมตที่มีระยะห่างคาร์บอนเดี่ยว- ระหว่างโมเลกุลโปรตีน:
การตรึงเอนไซม์: กลูโคสออกซิเดส (GOx) ถูกตรึงบนพื้นผิวของอนุภาคนาโนแม่เหล็กดัดแปลงอะมิโน- โดยการกระตุ้นหมู่คาร์บอกซิลผ่าน CDI อัตราการฟื้นตัวของกิจกรรมของเอนไซม์ที่ถูกตรึงถึง 92% และสามารถนำมาใช้ซ้ำได้มากกว่า 10 ครั้ง
การเตรียมแอนติบอดี-สารเชิงซ้อนแอนติเจน: ในการสังเคราะห์วัสดุตัวดูดซับภูมิคุ้มกัน CDI สามารถจับคู่โปรตีน A กับตัวพาไฮดรอกซีเลต (เช่น เจลอะกาโรส) เพื่อสร้างชั้นการดูดซับที่มีสัมพรรคภาพสูง-สำหรับการทำให้ IgG บริสุทธิ์จำเพาะในพลาสมา

3. การใช้งานแบบมัลติฟังก์ชั่นในการสังเคราะห์สารอินทรีย์

 

1. การสังเคราะห์สารประกอบคีโตน เอสเทอร์ และยูเรีย
การสังเคราะห์คีโตน: CDI ทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ออร์แกโนเมทัลลิก (เช่น รีเอเจนต์กรินาร์ด) เพื่อสร้างโครงกระดูกคีโตนอย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ในการสังเคราะห์อะซิโตฟีโนน วิธี CDI จะเพิ่มผลผลิต 12% เมื่อเทียบกับเส้นทางอะซิลคลอไรด์แบบดั้งเดิม และหลีกเลี่ยงการสร้างไฮโดรเจนคลอไรด์
การสังเคราะห์เอสเตอร์: CDI กระตุ้นกรดคาร์บอกซิลิกและควบแน่นด้วยแอลกอฮอล์เพื่อสร้างเอสเทอร์ วิธีนี้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการสังเคราะห์ไครัลเอสเทอร์ ตัวอย่างเช่น ในการเตรียมตัวกลางที่สำคัญของยาต้านไวรัส โอเซลทามิเวียร์ วิธี CDI สามารถควบคุมส่วนเกินของอีแนนทิโอเมอร์ (ee) ให้มากกว่า 99%
สารประกอบยูเรีย: CDI ทำปฏิกิริยากับเอมีนเพื่อสร้างสารตัวกลางคาร์บาโมอิลอิมิดาโซล ซึ่งถูกควบแน่นเพิ่มเติมด้วยเอมีนอีกตัวหนึ่งเพื่อสร้างยูเรีย เส้นทางนี้ทำให้ขั้นตอนปฏิกิริยาสั้นลง 2 ขั้นตอน เมื่อเทียบกับวิธีฟอสจีนเมื่อสังเคราะห์สารกำจัดวัชพืชฟลูออกซีไพร์ และเพิ่มการใช้ประโยชน์ของอะตอมมิกถึง 30%

 

2. การสังเคราะห์ไอโซไซยาเนตที่ไม่ใช่-ฟอสจีน
CDI ทำปฏิกิริยากับเอมีนเพื่อสร้างไอโซไซยาเนต โดยหลีกเลี่ยงการใช้ฟอสจีนที่เป็นพิษสูง ตัวอย่างเช่น เมื่อสังเคราะห์โทลูอีน ไดไอโซไซยาเนต (TDI) วัตถุดิบโพลียูรีเทน วิธี CDI สามารถลดเวลาในการทำปฏิกิริยาจาก 8 ชั่วโมงเหลือ 2 ชั่วโมง และความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สูงถึง 99.5%

3. การสร้างสารประกอบเฮเทอโรไซคลิก
CDI สามารถใช้เป็นผู้ให้คาร์บอนิลเพื่อมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์เฮเทอโรไซคลิก:

อิมิดาโซโลไพริดีน: ด้วยปฏิกิริยาไซโคลเซชันของ CDI และ 2-อะมิโนไพริดีน โครงกระดูกอิมิดาโซ[1,2-a]ไพริดีนที่มีฤทธิ์ต้านมะเร็งจึงสามารถสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ
-ตัวกลางยาปฏิชีวนะแลคตัม: CDI ทำปฏิกิริยากับเกลือโพแทสเซียมเพนิซิลลิน V เพื่อสังเคราะห์กรด 7-อะมิโนเซฟาโลสปอรานิก (7-ACA) ซึ่งเป็นตัวกลางสำคัญของยาปฏิชีวนะเซฟาโลสปอริน โดยให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น 18% เมื่อเทียบกับวิธีทางเคมีแบบดั้งเดิม

4. เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวในวัสดุศาสตร์

 

1. การทำงานของโพลีเมอร์
1,1'-คาร์บอนิลไดอิมิดาโซลสามารถนำโมเลกุลเชิงฟังก์ชันเข้าสู่พื้นผิวโพลีเมอร์ผ่านพันธะโควาเลนต์:

การปรับเปลี่ยนความเข้ากันได้ทางชีวภาพ: บนพื้นผิวของกรดโพลีแลกติก-โค-กรดไกลโคลิก (PLGA) CDI สามารถจับคู่โพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) หรือเปปไทด์ RGD ได้ ซึ่งช่วยลดภูมิคุ้มกันของวัสดุได้อย่างมากและส่งเสริมการยึดเกาะของเซลล์

การดัดแปลงโพลีเมอร์แบบนำไฟฟ้า: บนพื้นผิวของโพลีไพร์โรล (PPy) CDI สามารถตรึงกลูโคสออกซิเดสเพื่อสร้างเซ็นเซอร์กลูโคสที่มีความไวสูง โดยมีขีดจำกัดการตรวจจับต่ำถึง 0.1μM

 

2. วิศวกรรมพื้นผิววัสดุนาโน
CDI สามารถบรรลุการทำงานของอนุภาคนาโนได้อย่างแม่นยำ:

การปรับเปลี่ยนจุดควอนตัม: CDI ใช้ในการจับคู่จุดควอนตัม CdSe ที่ได้รับคาร์บอกซิเลตกับแอนติบอดีอะมิโนเพื่อสร้างอิมมูโนโพรบเรืองแสงสำหรับการตรวจหาตัวบ่งชี้มะเร็ง CA125 ด้วยความไว 0.1ng/mL

การทำงานของอนุภาคนาโนแม่เหล็ก: บนพื้นผิวของ Fe₃O₄ นั้น CDI สามารถจับคู่โมเลกุลของกรดโฟลิกเพื่อให้บรรลุการรับรู้เฉพาะของเซลล์เนื้องอกโดยระบบนำส่งยาแบบกำหนดเป้าหมาย

5. ตัวกลางทางเภสัชกรรมและการสังเคราะห์ยา

 

1. การสังเคราะห์สารตัวกลางยาปฏิชีวนะ
CDI ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการสังเคราะห์ -ยาปฏิชีวนะแลคตัม:

การปรับเปลี่ยนสายโซ่ด้านข้างของเซฟาโลสปอริน C: CDI กระตุ้นกลุ่มคาร์บอกซิลของเซฟาโลสปอริน C และสามารถแนะนำสายด้านข้างของอะมิโนไทอาโซลเพื่อสร้างโครงสร้างหลักของเซฟาโลสปอรินรุ่นที่สาม-
การแปลงเกลือโพแทสเซียม Penicillin V: CDI สามารถเปลี่ยนเกลือโพแทสเซียม Penicillin V เป็นกรด 6-aminopenicillanic (6-APA) ที่ให้ผลผลิต 95% และหลีกเลี่ยงการใช้คลอโรฟอร์เมตที่เป็นพิษสูง

 

2. ตัวกลางสำคัญของยาต้านไวรัส
เมื่อสังเคราะห์ยาต้านไวรัส-เอฟาวิเรนซ์ CDI สามารถสร้างกลุ่มยูเรียในโครงสร้างหลักได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยลดขั้นตอนการสังเคราะห์ลง 3 ขั้นตอนเมื่อเทียบกับเส้นทางแบบเดิม และผลผลิตรวมเพิ่มขึ้นจาก 45% เป็น 68%

3. การดัดแปลงยาต้าน-
CDI สามารถใช้สำหรับการดัดแปลง PEGylation ของยา Paclitaxel เช่น การควบคู่ mPEG-2000 กับกลุ่มไฮดรอกซิล 2'-กลุ่มของ Paclitaxel ผ่าน CDI ซึ่งช่วยยืดอายุครึ่งชีวิตของยาได้อย่างมีนัยสำคัญ (จาก 2.8 ชั่วโมงเป็น 24 ชั่วโมง) และลดภูมิคุ้มกัน

การสังเคราะห์ของ1,1'-คาร์บอนิลไดอิมิดาโซล:

อิมิดาโซลทำปฏิกิริยากับฟอสจีนที่ละลายในเบนซีน อิมิดาโซล ไฮโดรคลอไรด์ในสารทำปฏิกิริยาจะถูกกรอง และสิ่งกรองมีความเข้มข้นเพื่อให้ได้ 1,1'- คาร์บอนิลไดอิมิดาโซล โดยมีผลผลิต 91%

เทแอนไฮดรัสเบนซีน 200 มล. ลงในกรวยทรงกรวยขนาด 500 มล. แล้วชั่งน้ำหนักด้วยจุก ถอดจุกแก้วออกและติดตั้งท่อทางเข้าก๊าซที่มีตัวกรองแกนทรายบนกรวย ภายใต้การป้องกันอุณหภูมิห้องและท่ออบแห้ง จะมีการใช้ฟอสจีนประมาณ 20 กรัมในเวลาประมาณ 1 ชั่วโมง (ปริมาตรของสารละลายเบนซีนจะเพิ่มขึ้นประมาณ 12-16 มล.) เสียบกรวยแล้วชั่งน้ำหนักทันที น้ำหนักที่แท้จริงของฟอสจีนคือ 16.55 กรัม (0.167 โมล) ดังนั้นปริมาณอิมิดาโซลที่ต้องการจึงคำนวณตามอัตราส่วนโมลของฟอสจีนต่ออิมิดาโซลที่ 1:4 จากนั้น ติดตั้งกรวยบนขวดสามคอที่ประกอบด้วยอิมิดาโซล 45.60 กรัม (0.669 โมล) และเตตระไฮโดรฟูรานปราศจากน้ำ 500 มล. ภายใต้การทำความเย็นและการกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า ให้ปล่อยสารละลายเบนซีนของฟอสจีนภายใน 15-30 นาที ผสมต่อไปเป็นเวลา 15 นาที และปล่อยให้ยืนที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 1 ชั่วโมง ในบรรยากาศที่แห้ง ให้กำจัดอิมิดาโซล ไฮโดรคลอไรด์ด้วยกรวยทราย สารกรองถูกทำให้เข้มข้นจนแห้งภายใต้ 40~50 องศา และลดความดันเพื่อให้ได้ผลึกไม่มีสี 24.5 กรัม (91%)

ระวัง! ฟอสจีนเป็นพิษ และควรดำเนินการนี้ในตู้ดูดควัน

1. คำถาม: ในฐานะรีเอเจนต์คัปปลิ้ง อะไรคือข้อได้เปรียบหลักของ CDI เมื่อเปรียบเทียบกับ DCC หรือ EDC แบบเดิม
ข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของ CDI อยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าปฏิกิริยาของ-ผลิตภัณฑ์เป็นเพียงอิมิดาโซลและคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นสารที่ระเหยได้ง่ายหรือถอดออกได้ง่าย- ดังนั้นการหลีกเลี่ยงปัญหาที่รีเอเจนต์เช่น DCC อาจสร้าง-การ{3}}กำจัดโดย-ผลิตภัณฑ์ได้ยาก (เช่น DCU) ทำให้การทำให้บริสุทธิ์ในภายหลังง่ายขึ้นและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สูงขึ้น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสังเคราะห์เปปไทด์หรือยาที่ไวต่อสิ่งเจือปน

2. ถาม: นอกจากใช้ในการสังเคราะห์เอไมด์แล้ว CDI ยังมีการใช้งานพิเศษที่สำคัญอื่นๆ อีกอย่างไรบ้าง
คำตอบ: การใช้งานหลักคือการเตรียมแอคทีฟเอสเทอร์ที่มีประสิทธิภาพและอ่อนโยน ในขั้นแรก CDI จะทำปฏิกิริยากับกรดคาร์บอกซิลิกเพื่อสร้างสารตัวกลางอะซิลิมิดาโซลที่มีฤทธิ์สูง ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับ N-ไฮดรอกซีซัคซินิไมด์ (NHS) และอื่นๆ เพื่อสร้างเอสเทอร์แอคทีฟเอสเทอร์ของ NHS ที่เสถียร เอสเทอร์ที่ออกฤทธิ์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผันทางชีวภาพและการดัดแปลงโปรตีน เนื่องจากมีความเสถียรที่ดีในระยะที่เป็นน้ำ

3. ถาม: ควรใช้มาตรการป้องกันความปลอดภัยที่สำคัญอะไรบ้างเมื่อใช้และจัดเก็บ CDI
คำตอบ: CDI มีความไวต่อความชื้นอย่างมาก เมื่อสัมผัสกับน้ำ มันจะไฮโดรไลซ์อย่างรวดเร็วและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งอาจทำให้ความดันภายในภาชนะปิดสนิทเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงต้องใช้งานและเก็บไว้ในบรรยากาศเฉื่อยที่ปราศจากน้ำ เช่น ไนโตรเจนหรืออาร์กอน ในขณะเดียวกัน CDI เองก็เกิดการระคายเคืองอย่างมากและสามารถกัดกร่อนดวงตา ผิวหนัง และทางเดินหายใจได้ ต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม (แว่นตา ถุงมือ เครื่องดูดควัน) ระหว่างการทำงาน

ป้ายกำกับยอดนิยม: 1,1'-คาร์บอนิลไดอิมิดาโซล cas 530-62-1, ซัพพลายเออร์, ผู้ผลิต, โรงงาน, ขายส่ง, ซื้อ, ราคา, เป็นกลุ่ม, เพื่อขาย