5-pirazolecarboksilna kiselina(Pirazol-3-karboksilna kiselina), kemijska formula C4H3N3O2, CAS 1621-91-6, bijeli kristalni kruti prah. To je tipičan pirazolni spoj, koji je heterociklički spoj s opsežnom biološkom aktivnošću; Zbog karakteristika prstena pirazola, supstituenti na prstenu mogu se promijeniti, što rezultira brojnim derivatima. Stoga se pirazol 3-karboksilni ACD može dodatno koristiti za sintezu tiofena i drugih spojeva. Relativno stabilne na sobnoj temperaturi i tlaku, ali reakcije raspadanja mogu se pojaviti u uvjetima visoke temperature, jakih ACD ili alkalija. Važan je intermedijar finih kemikalija kao što su lijekovi, pesticidi i boje, s vrijednošću primjene u više područja kao što su medicina, poljoprivreda, znanost o materijalima i okoliš. Uz produbljivanje istraživanja na njemu, vjeruje se da će pirazol-3-karboksilni ACD i njegovi derivati igrati važniju ulogu u više polja.
|
Kemijska formula |
C4H4N2O2 |
|
Točna masa |
112 |
|
Molekularna masa |
112 |
|
m/z |
112 (100.0%), 113 (4.3%) |
|
Elementarna analiza |
C, 42.86; H, 3.60; N, 24.99; O, 28.55 |
|
|
|
5-pirazolecarboksilna kiselina, poznat i kao 5-pirazolin karboksilni ACD, kao višenamjenski organski spoj, prodirao je u više strateških polja kao što su medicina, poljoprivreda i znanost o materijalima, organski je spoj koji sadrži prstenove pirazolina i karboksilne skupine. Zbog svojih jedinstvenih strukturnih karakteristika i kemijskih svojstava, ima širok raspon primjena u mnogim poljima.
Medicinsko polje: Otkrivanje lijekova i inovacija terapije
1.1 Razvoj anti-tumorskih lijekova
Pirazol-3-karboksilni ACD kostur pokazuje jedinstvene prednosti u dizajnu lijekova protiv tumora. Kao jezgra fragmenta inhibitora Cdk4/6, on ometa katalitičku aktivnost kinaze helacijom magnezija iona. Palbiclib (pabosili) razvijen od Pfizera sadrži pirazol-3-karboksilnu ACD strukturu, koja se može kombinirati s letrozolom kako bi se produžilo razdoblje preživljavanja bez progresije bolesnika s karcinomom dojke ER+/HER2 na 24,8 mjeseci. Najnovije istraživanje pokazuje da uvođenje atoma fluora na C4 položaju pirazolskog prstena može poboljšati selektivnu inhibiciju VEGFR-2, pružajući novi smjer za anti-angiogenu terapiju.
1.2 Sinteza antivirusnih lijekova
Kao ključni farmakofor inhibitora HIV-1 integraze, pirazol-3-karboksilni ACD djeluje oponašajući mjesto vezanja virusne DNK. Analog Efavirenz (Efavirenz) koji je razvio japanska farmaceutska kompanija Yanno Yoshihide kombinira prsten pirazola s benzoksazinonom, povećavajući inhibicijsku aktivnost sojeva otpornih na lijekove za 12 puta. U istraživanju lijekova protiv HCV-a, pirazol-3-karboksilni ACD derivati pokazuju inhibiciju inhibicije replikacije pikomolarne razine kao inhibitore NS5A.
1.3 Liječenje neurodegenerativnih bolesti
Selektivna inhibicija MAO-B pirazolom-3-karboksilnim derivatima ACD čini ih kandidatskim lijekom za liječenje Parkinsonove bolesti. Analog Rasagilin (Rasagilin) koji je razvio Teva Pharmaceuticals u Izraelu proširuje svoj poluživot na 48 sati uvođenjem metoksifenettil supstituenata. Predkliničke studije pokazale su da ovaj spoj može značajno smanjiti agregaciju alfa sinukleina.
1.4 protunapalni i imunološki modulatori
Kao NLRP3 inhibitori upala, pirazol-3-karboksilni acd derivati djeluju protuupalne učinke blokirajući oligomerizaciju ASC proteina. Analog MCC950 koji je razvio Merck u Njemačkoj može smanjiti izlučivanje IL-1 za 89% u modelu gihta artritisa. Spoj je trenutno u kliničkim ispitivanjima faze II za reumatoidni artritis.
Kemija pesticida: razvoj formulacije učinkovite i niske toksičnosti
2.1 Aktivni sastojci insekticida
Derivati metil estera pirazola-3-karboksilne kiseline pokazuju izvrsnu želučanu toksičnost i kontaktiranje aktivnosti ubijanja protiv štetočina Lepidoptera. Analog fipronila koji je razvio Bayer Crop Science smanjuje LD50 (Housefly) na 0,3 µg/pojedinac uvođenjem trifluorometilnih supstituenata. Njegov mehanizam djelovanja uključuje blokadu GABA receptora, što dovodi do neuronske hiperpolarizacije i smrti kod insekata.
2.2 Molekularni dizajn fungicida
Kao inhibitori dehidrogenaze (SDHI), pirazol-3-karboksilni aCD derivati pokazuju koncentracije inhibicije nanoskalnog nanoskala protiv sivog plijesni. Analog bixafen (pirazol eter) razvijen od strane syngenta smanjuje rizik od otpornosti na drogu za 70% uvođenjem pirazol pirimidin prstena. Terenski eksperimenti pokazali su da spoj ima kontrolni učinak do 92% protiv pšenične praškaste plijesni.
2.3 Herbicidni sinergisti
Kombinacija pirazol-3-karboksilnih acd derivata i glifosata može poboljšati inhibitorni učinak protoporfirin oksidaze. Sinergistički PYR-3 razvijen od strane BASF-a povećao je smrtnost od korova za 40% u omjeru 1: 100. Njegov mehanizam djelovanja uključuje regulaciju razine GSH u biljkama i ubrzanje nakupljanja reaktivnih vrsta kisika.
2.4 Regulatori rasta biljaka
Kao inhibitori etilenskih receptora, pirazol-3-karboksilni ACD derivati mogu promicati razvoj korijena i povećati otpornost na stres. Prohexadione analog koji je razvio Sumitomo Chemical u Japanu može povećati čvrstoću stabljike riže za 35% u koncentraciji od 5 ppm. Ovaj spoj djeluje regulirajući GA biosintezu.
Znanost o materijalima: Izgradnja funkcionalnih materijala
3.1 Metalni organski okviri (MOFS) Materijali
Pirazol-3-karboksilni ACD, kao bidentatni ligand, self se sastavlja s metalnim ionima kao što su Zn ²+i Cu ²+radi stvaranja poroznih kristalnih materijala. Materijal PCN-134 koji je razvio istraživački tim na Sveučilištu SUN YAT SEN ima specifičnu površinu od 2800 m ²/g i omjer selektivnog odvajanja CO2/N2 od 120: 1. Ovaj materijal pokazuje potencijal industrijske primjene u području pročišćavanja prirodnog plina.
3.2 Izmjena polimernih materijala
Kao funkcionalna skupina bočnog lanca, pirazol-3-karboksilni ACD može obdariti polimere svojstvima fluorescencije. Poli (pirazol karboksilna kiselina akrilamid) kopolimer koji je razvio Sveučilište za znanost i tehnologiju Istočne Kine ima granicu otkrivanja od 0,2 µm za Fe ³ {+. Ovaj materijal postiže fluorescenciju koja je ugašena kroz pET efekt izazvanog helacijom i može se koristiti u području nadzora okoliša.
3.3 Dizajn tekućeg kristalnog materijala
Pirazol-3-karboksilni ACD derivati mogu se koristiti kao mezogeni za izgradnju u blizini kristalnih tekućih kristalnih materijala. Materijali serije PZ-LC koje je razvio Sveučilište Tsinghua održava stabilnu fazu tekućih kristala u temperaturnom rasponu od 25-65 stupnjeva, s vremenom odziva milisekundi. Ovaj materijal ima izglede za aplikaciju u polju fleksibilnih zaslona.
3.4 Površinska modifikacija nanočestica
Kao helacijski ligand, pirazol-3-karboksilni ACD može izmijeniti površinu zlatnih nanočestica kako bi se poboljšala biokompatibilnost. Razvijen od strane Instituta za kemiju, Kineska akademija znanosti aunps@pz Materijal je pokazao 8 puta povećanje učinkovitosti unosa u HeLa stanicama. Ovaj se materijal akumulira na mjestu tumora kroz EPR efekt i može se koristiti za fototermalnu terapiju.
Organska sinteza: Primjena ključnih intermedijara
4.1 Izgradnja heterocikličkih spojeva
Pirazol-3-karboksilna kiselina, kao prethodnik, može sudjelovati u višekomponentnim reakcijama za konstruiranje složenih heterocikala. Kaskadna reakcija UGI nasmiješi se koju je razvio Sveučilište Sichuan, sintetizirao multi supstituirani pirazolo [1,5-a] derivati pirimidina u jednom loncu koristeći pirazol-3-karboksilnu kiselinu, amin i izonitril kao sirovine, s prinosom od 82%.
4.2 Ligand kiralnog katalizatora
Kroz asimetričnu reakciju hidrogeniranja, pirazol-3-karboksilni derivati ACD mogu stvoriti kiralne alkoholne spojeve. Katalitički sustav IR PBBox koji je razvio Massachusetts Institute of Technology može postići vrijednost EE od 99% za format cijanopirazola pod 10 atm H2 tlaka. Ova reakcija ima širok raspon primjena u farmaceutskoj industriji.
4.3 Ukupna sinteza prirodnih proizvoda
Kao ulomci jezgre,5-pirazolecarboksilna kiselinauključen je u ukupnu sintezu različitih alkaloida. (-)-cilindrinski put ukupne sinteze razvio istraživački tim na Sveučilištu Harvard, koristeći pirazol-3-karboksilni ACD kao sirovinu, postigao je ukupni prinos od 11% nakon 12 koraka reakcije. Ova ruta konstruira kiralne centre kroz ključne asimetrične reakcije diels.
4.4 boje i fluorescentne sonde
Pirazol-3-karboksilni ACD derivati mogu konstruirati omjer fluorescentne sonde tipa kroz ICT učinak. PZ-Bodipy sonda koju je razvilo Sveučilište Wuhan ima ograničenje otkrivanja od 5 nm za GSH. Sonda se uspješno primijenila na snimanje redoks statusa mitohondrija živih stanica.
Ostala inovativna područja primjene
5.1 Materijali za skladištenje energije
Kao Redox aktivni centri, pirazol-3-karboksilni ACD derivati mogu poboljšati performanse superkondenzatora. Kompozitni materijal PZ RGO koji je razvio Sveučilište Nankai ima specifičan kapacitet od 320F/g pri gustoći struje od 1A/g, a stabilnost biciklizma od preko 10000 puta.
5.2 Aditivi za hranu
Kao inhibitori gorkog okusa, pirazol-3-karboksilni acd derivati mogu poboljšati okus hrane. N-supstituirani pirazolni formamid razvijen od strane Centra za istraživanje i razvoj Nestle može tri puta povećati prag gorčine kofeina za dozu od 0,01%.
5.3 Aditivi za podmazivanje ulja
Kao ekstremni tlačni agensi protiv nošenja, pirazol-3-karboksilni derivati ACD mogu formirati zaštitne filmove na metalnim površinama. PZ-T305 aditiv koji je razvio sinopec povećava vrijednost PB osnovnog ulja na 800N i pogodan je za podmazivanje zupčanika.
5.4 sredstva za obradu vode
Kao helacijski taložnici, pirazol-3-karboksilni ACD derivati mogu ukloniti ione teških metala. Materijal PZ-DTC koji je razvio Sveučilište Tsinghua ima adsorpcijski kapacitet od 245 mg/g za HG ²+, koji zadovoljava standarde za liječenje pitke vode.
Metoda 1:
Dodajte vodenu otopinu KMNO4 (40,9 grama, 0,26 molova) u miješanu otopinu 3-metil-1 (2) H-pirazola (9,8 mililitara, 0,12 molova) u 0,5 litara vode pomoću 1H-pirazola-3-karboksilne ACD. Zagrijte i reflukšite smjesu 5 sati. Ohladite, filtrirajte i koncentrirajte crni ovjes na mali volumen. Otopina je zakiseljena s 3n HCl, a bijela tvornica je prikupljena i isprana s ET2O kako bi se dobila naslovna spoj pirazol-3-karboksilni acd . 100% prinos . 1 h nmr (dMSO-D6200} Δ 7,75 (D, d, d, d, d, d, d, d, d, d, d, d, {{{{{{{{{{° {{{° {).
Metoda 2:
Otopite 3-metilpirazol (2,0 g, 1,96 ml, 24,36 mmol) u 92 ml H2O i 46 ml piridina. Zagrijte i refluks otopinu i dodajte kmno4 (19,3G, 121,79mmol) u serijama. Zagrijte i reflukšite rezultirajuću smjesu 45 minuta, ohladite do sobne temperature i filtrirajte. Crni talog temeljito operite vrućim H2O i dvaput izvadite filtrat etil acetatom (EtOAC). Zatim koncentrirajte vodenu fazu kako biste dobili bijelu čvrstu pirazol-3-karboksilnu kiselinu . 100% prinos.
Dodajte odgovarajuće acetal (2,0 mmol) i aceton (20 ml) u okrugli tikvicu od 50 ml. U smjesu dodajte indij trifluorometanesulfonat (iii) (0,8 mol%). React na sobnoj temperaturi 8 sati i nadgledajte HPLC i TLC analizu. Uklonite otapalo nakon što se reakcija završi pod smanjenim tlakom. Koristeći heksanski/etil acetat (20: 1 do 5: 1 gradijent) kao eluent, sirovi proizvod je pročišćen kromatografijom stupca na silikagelu (40G) kako bi se dobio proizvod pirazol-3-karboksil ACD.
Dodajte 6,0 grama (38,0 milimola) kalijevog permanganata u serijama u otopinu od 0,9 grama (6,4 milimola) hidrazina III u 45 mililitara vode, zagrijavanje do 85-90 stupnjeva C i održavanje smjese na toj temperaturi na 2 sata. Filtrirajte talog manganovog oksida (IV) i operite s nekoliko dijelova tople vode. Kombinirajte filtrat s otopinom za pranje, isparite na 1/3 početnog volumena, ohladite i zakiselite s koncentriranim klorovodičnim ACD -om, filtrirajte talog i osušite kako biste dobili naslovnu spoj5-pirazolecarboksilna kiselina. Prinos je 0,5 g (69%).
5-pirazolekarboksilna kiselina (C ₄ H ₄ N ₂ O ₂) je važan spoj heterocikličke karboksilne kiseline koji se široko koristi u područjima medicine, pesticida i znanosti o materijalima. Njegova se struktura sastoji od pirazolnog prstena (pet članova heterocikličkog prstena koji sadrži dušik) i skupine karboksilne kiseline (- COOH), koji posjeduje jedinstvena kemijska svojstva i biološku aktivnost.
U kasnom 19. i početkom 20. stoljeća kemičari su počeli istraživati reakcije funkcionalizacije na prstenovima pirazola.
1895. Arthur Hantzsch (1857-1935) izvijestio je o sintezi 3-pirazolekarboksilne kiseline, ali 5 supstituirana pirazolekarboksilna kiselina još nije otkrivena. Zbog elektronskog učinka prstena pirazola, reakcija supstitucije s 5 položaja je izazovnija, pa se sinteza 5-pirazolekarboksilne kiseline javlja kasnije od 3-izomera. Na početku 20. stoljeća, organski kemičari pokušali su sintetizirati 5-pirazolekarboksilnu kiselinu, ali rasilaciju pirazola.
E. Buchta je 1912. izvijestio o metodi oksidacije za pirazol-5-karboldehid, ali ova je metoda proizvela mnoge nusproizvode i bilo je teško pročistiti.
1935. Rh Wiley je poboljšao metodu sinteze korištenjem reakcije oksidacije pirazol-5-boronske kiseline kako bi prvi put dobili 5-pirazolekarboksilnu kiselinu visoke čistoće.
U sredini 20. stoljeća, s razvojem tehnologije organske sinteze, optimizirana je metoda sinteze 5-pirazolekarboksilne kiseline: 1948. HD Hartough je izvijestio o reakciji karboksilacije plinske faze u pirazol-5-litij-soli s Co ₂, s prinosom povećan do 60%.
1957. Ra Abramovitch je razvio metodu karboksilacije reagensa pirazola-5 gragna, što je reakcijske uvjete učinilo blažim.
Popularni tagovi: 5-pirazolecarboksilna kiselina CAS 1621-91-6, dobavljači, proizvođači, tvornica, veleprodaja, kupovina, cijena, skupno, na prodaju