5-пиразолекарбоксилна киселина(Пиразол-3-карбоксилна киселина), Химическа формула C4H3N3O2, CAS 1621-91-6, бял кристален твърд прах. Това е типично пиразолово съединение, което е хетероциклично съединение с обширна биологична активност; Поради характеристиките на пиразоловия пръстен, заместителите на пръстена могат да бъдат променени, което води до множество производни. Следователно, пиразолов 3-карбоксилен ACD може да се използва допълнително за синтеза на тиофен и други съединения. Сравнително стабилни при стайна температура и налягане, но реакциите на разлагане могат да възникнат при условия на висока температура, силен ACD или алкали. Той е важен междинен продукт от фини химикали като фармацевтични продукти, пестициди и багрила, със стойност на приложението в множество области като медицина, селско стопанство, материали и околна среда. С задълбочаването на изследванията върху него се смята, че пиразол-3-карбоксилен ACD и неговите производни ще играят по-важна роля в повече области.
|
Химическа формула |
C4H4N2O2 |
|
Точна маса |
112 |
|
Молекулно тегло |
112 |
|
m/z |
112 (100.0%), 113 (4.3%) |
|
Елементарен анализ |
C, 42.86; H, 3.60; N, 24.99; O, 28.55 |
|
|
|
5-пиразолекарбоксилна киселина, известен също като 5-пиразолинов карбоксилен ACD, като многофункционално органично съединение, е проникнало в множество стратегически области като медицина, селско стопанство и материали, е органично съединение, съдържащо пиразолинови пръстени и карбоксилни групи. Поради своите уникални структурни характеристики и химични свойства, той има широк спектър от приложения в много области.
Медицинска област: Иновации за откриване на наркотици и терапия
1.1 Разработване на антитуморни лекарства
Пиразол-3-карбоксилният скелет ACD показва уникални предимства при проектирането на антитуморни лекарства. Като основен фрагмент на CDK4/6 инхибитори, той нарушава каталитичната активност на киназата чрез хелатиране на магнезиеви йони. Palbiclib (pabosili), разработен от Pfizer, съдържа пиразол-3-карбоксилна ACD структура, която може да се комбинира с летрозол за удължаване на периода на оцеляване без прогресия на пациенти с рак на гърдата ER+/HER2 до 24,8 месеца. Последните изследвания показват, че въвеждането на флуорни атоми в позицията на С4 на пиразоловия пръстен може да засили селективното инхибиране на VEGFR-2, осигурявайки нова посока за анти ангиогенна терапия.
1.2 Синтез на антивирусни лекарства
Като ключов фармакофор на инхибиторите на HIV-1 интеграза, пиразол-3-карбоксилен ACD действа чрез имитиране на мястото на свързване на вирусна ДНК. Аналогът на Efavirenz (Efavirenz), разработен от японската фармацевтична компания Yanno Yoshihide, комбинира пиразолов пръстен с бензоксазинон, увеличавайки инхибиторната активност на резистентните на лекарства щамове с 12 пъти. При анти HCV изследвания на лекарството пиразол-3-карбоксилните ACD производни проявяват активност на инхибиране на репликация на пикомолар като NS5A инхибитори.
1.3 Лечение на невродегенеративни заболявания
Селективното инхибиране на MAO-B от пиразол-3-карбоксилни ACD производни ги прави кандидат-лекарство за лечение на болестта на Паркинсон. Аналогът на расагилин (расагилин), разработен от Teva Pharmaceuticals в Израел, удължава своя полуживот до 48 часа чрез въвеждане на метоксифенетил заместители. Предклиничните проучвания показват, че това съединение може значително да намали алфа синуклеиновия агрегация.
1.4 Противо възпалителни и имунни модулатори
Като NLRP3 възпалителни инхибитори, пиразол-3-карбоксилните ACD производни упражняват противовъзпалителни ефекти, като блокират олигомеризацията на ASC протеин. Аналогът на MCC950, разработен от Merck в Германия, може да намали секрецията на IL-1 с 89% в модела на подагра артрит. В момента съединението е във фаза II клинични изпитвания за ревматоиден артрит.
Химия на пестициди: Разработване на ефективни и ниска токсичност формулировки
2.1 Активни съставки на инсектициди
Пиразол-3-карбоксилна киселина Метил естер производни проявяват отлична стомашна токсичност и контакт с убийствена активност срещу вредители на Lepidoptera. Аналогът на Fipronil, разработен от Bayer Crop Science, намалява LD50 (Housefly) до 0,3 µ g/индивид, като въвежда трифлуорометил заместители. Механизмът му на действие включва блокада на рецепторите на GABA, което води до хиперполяризация на невроните и смърт при насекоми.
2.2 Молекулен дизайн на фунгициди
Тъй като инхибиторите на сукцинат дехидрогеназа (SDHI), пиразол-3-карбоксилни ACD производни проявяват инхибиторни концентрации на наноразмер срещу сивата плесен. Аналогът на Bixafen (пиразол етер), разработен от Syngenta, намалява риска от резистентност към лекарства със 70% чрез въвеждане на пиразолов пиримидинов пръстен. Полевите експерименти показват, че съединението има контролен ефект до 92% срещу пшенична прахообразна мана.
2.3 Хербицидни синергисти
Комбинацията от пиразол-3-карбоксилни ACD производни и глифозат може да засили инхибиторния ефект на протопорфирин оксидаза. Синергистният PYR-3, разработен от BASF, увеличи смъртността на плевелите с 40% при съотношение 1: 100. Механизмът му на действие включва регулиране на нивата на GSH в растенията и ускоряване на натрупването на реактивни видове кислород.
2.4 Регулатори на растежа на растенията
Като инхибитори на етилен рецепторите, пиразол-3-карбоксилните ACD производни могат да насърчават развитието на корените и да повишат устойчивостта на стрес. Аналогът на Prohexadione, разработен от Sumitomo Chemical в Япония, може да увеличи силата на стъблото на ориз с 35% при концентрация 5PPM. Това съединение работи чрез регулиране на биосинтезата на GA.
Материалознание: Изграждане на функционални материали
3.1 Материали за метални органични рамки (MOFS)
Пиразол-3-карбоксилен ACD, като бидентен лиганд, самостоятелно се сглобява с метални йони като Zn ²+и Cu ²+за образуване на порести кристални материали. Материалът PCN-134, разработен от изследователския екип в университета Sun Yat Sen, има специфична повърхност на залог от 2800m ²/g и селективно съотношение на разделяне на CO2/N2 от 120: 1. Този материал демонстрира индустриален потенциал за приложение в областта на пречистването на природния газ.
3.2 Модификация на полимерните материали
Като функционална група на страничната верига, пиразол-3-карбоксилен ACD може да надари полимери с свойства на флуоресценция. Кополимерът на поли (пиразолов карбоксилна киселина), разработен от Университета за наука и технологии в Източен Китай, има граница на откриване от 0,2 μm за Fe ³ +. Този материал постига флуоресцентно гасене чрез индуциран от хелация PET ефект и може да се използва в полето на мониторинг на околната среда.
3.3 Дизайн на течен кристален материал
Пиразол-3-карбоксилните ACD производни могат да се използват като мезогени за конструиране в близост до кристални течни кристални материали. Материалите от серията PZ-LC, разработени от университета Tsinghua, поддържат стабилна течна кристална фаза в температурния диапазон от 25-65 градуса, с време за реакция на милисекунди. Този материал има перспективи за приложение в областта на гъвкавите дисплеи.
3.4 Повърхностна модификация на наночастиците
Като хелиращ лиганд, пиразол-3-карбоксилен ACD може да променя повърхността на златните наночастици, за да подобри биосъвместимостта. Разработен от Института по химия, Китайската академия на науките AUNPS@PZ Материалът показа 8-кратно увеличение на ефективността на усвояването в клетките на HeLa. Този материал се натрупва на туморното място чрез EPR ефект и може да се използва за фототермална терапия.
Органичен синтез: Прилагане на ключови междинни продукти
4.1 Изграждане на хетероциклични съединения
Пиразол-3-карбоксилната киселина, като предшественик, може да участва в многокомпонентни реакции за конструиране на сложни хетероцикли. UGI се усмихва каскадна реакция, разработена от синтезирания на университета в Съчуан много заместени пиразило [1,5-A] пиримидинови производни в един съд, използвайки пиразол-3-карбоксилна киселина, амин и изонитрил като суровини, с добив от 82%.
4.2 Хирален катализатор лиганд
Чрез асиметрична реакция на хидрогениране, пиразол-3-карбоксилните ACD производни могат да генерират хирални алкохолни съединения. Каталитичната система IR PBBox, разработена от Масачузетския технологичен институт, може да постигне стойност на ЕЕ от 99% за - цианопиразол се формира под 10 atm H2 налягане. Тази реакция има широк спектър от приложения във фармацевтичната индустрия.
4.3 Общ синтез на естествени продукти
Като основен фрагмент,5-пиразолекарбоксилна киселинаучаства в общия синтез на различни алкалоиди. (-)-маршрутът на общия синтез на цилиндрин, разработен от изследователски екип в Харвардския университет, използвайки пиразол-3-карбоксилен ACD като суровина, постигна общ добив от 11% след 12 стъпки на реакция. Този маршрут конструира хирални центрове чрез ключови асиметрични реакции на елхи.
4.4 Багрила и флуоресцентни сонди
Пиразол-3-карбоксилни ACD производни могат да конструират коефициенти на флуоресцентни сонди чрез ИКТ ефект. PZ-Bodipy сондата, разработена от университета Wuhan, има лимит на откриване от 5 nm за GSH. Сондата успешно се прилага при изобразяване на редокс статуса на митохондриите на живи клетки.
Други иновативни области на приложение
5.1 Материали за съхранение на енергия
Като редокс активни центрове, пиразол-3-карбоксилните ACD производни могат да подобрят работата на суперкондензаторите. Композитният материал PZ RGO, разработен от университета в Нанкай, има специфичен капацитет от 320F/g при текуща плътност 1A/g и стабилност на колоездене над 10000 пъти.
5.2 Добавки за храна
Като инхибитори на горчивия вкус, пиразол-3-карбоксилните ACD производни могат да подобрят вкуса на храната. N-заместеният пиразолов формамид, разработен от Nestle R&D Center, може да увеличи прага на горчивината на кофеина с три пъти при доза 0,01%.
5.3 Добавки за смазване на масло
Като екстремни анти-носещи средства, пиразол-3-карбоксилни ACD производни могат да образуват защитни филми върху метални повърхности. Добавката PZ-T305, разработена от Sinopec, увеличава стойността на PB на базовото масло до 800N и е подходяща за смазване на предавката с тежко натоварване.
5.4 Агенти за пречистване на водата
Като хелативни утаители, пиразол-3-карбоксилните ACD производни могат да премахнат йони на тежки метали. PZ-DTC материалът, разработен от университета Tsinghua, има адсорбционен капацитет от 245 mg/g за Hg ²+, който отговаря на стандартите за пречистване на питейна вода.
Метод 1:
Добавете воден разтвор на KMNO4 (40,9 грама, 0,26 мола) към разбъркан разтвор на 3-метил-1 (2) Н-пиразол (9,8 милилитра, 0,12 мола) в 0,5 литра вода, използвайки 1H-пиразол-3-карбоксилен ACD. Загрейте и отрежете сместа за 5 часа. Охладете, филтрирайте и концентрирайте черното окачване до малък обем. Разтворът се подкислява с 3N HCl и се образува бялото твърдо вещество се събира и се промива с ET2O, за да се получи заглавно съединение пиразол-3-карбоксилен ACD . 100% добив . 1 H NMR (DMSO-D6200MHz) Δ 7.75 (D, J =1.5 Hz, 1H) и 6.75 (D).
Метод 2:
Разтворете 3-метилпиразол (2.0 g, 1,96 ml, 24,36 mmol) в 92 ml H2O и 46 ml пиридин. Загрейте и отрежете разтвора и добавете KMNO4 (19.3g, 121.79mmol) в партиди. Загрейте и рефлукс на получената смес за 45 минути, охладете до стайна температура и филтрирайте. Измийте старателно черната утайка с горещ H2O и извлечете филтрата два пъти с етилацетат (EtOAc). След това концентрирайте водната фаза, за да получите бяла твърда пиразол-3-карбоксилна киселина . 100% добив.
Добавете подходящ ацетален (2,0 mmol) и ацетон (20 ml) към 50 ml колба с кръгло дъно. Добавете индий трифлуорометансулфонат (III) (0,8 mol%) към сместа. Реагирайте при стайна температура в продължение на 8 часа и наблюдавайте чрез HPLC и TLC анализ. Извадете разтворителя след завършване на реакцията при намалено налягане. Използвайки хексан/етилацетат (20: 1 до 5: 1 градиент) като елуент, суровият продукт се пречиства чрез колона хроматография върху силикагел (40G), за да се получи продуктът пиразол-3-карбоксилен ACD.
Добавете 6,0 грама (38,0 милимола) калиев перманганат в партиди към разтвор от 0,9 грама (6,4 милимола) хидразин III за 45 милилитра вода, загряване до 85-90 градуса С и поддържайте сместа при тази температура в продължение на 2 часа. Филтрирайте утайката на манганов оксид (IV) и измийте с няколко части гореща вода. Комбинирайте филтрата с разтвора за промиване, изпарете до 1/3 от първоначалния обем, охлажда се и се подкислява с концентриран хидрохлорен ACD5-пиразолекарбоксилна киселина. Добивът е 0,5 g (69%).
5-пиразолекарбоксилна киселина (C ₄ H ₄ N ₂ O ₂) е важно хетероциклично съединение на карбоксилната киселина, широко използвано в областта на медицината, пестицидите и материалите. Структурата му се състои от пиразолов пръстен (пет член, съдържащ азот хетероцикличен пръстен) и група от карбоксилна киселина (- COOH), притежаваща уникални химични свойства и биологична активност.
В края на 19 и началото на 20 век химиците започват да изследват реакциите на функционализация на пиразолови пръстени.
През 1895 г. Артур Ханцш (1857-1935) съобщава за синтеза на 3-пиразолекарбоксилна киселина, но 5-заместената пиразолекарбоксилна киселина все още не е открита. Поради електронния ефект на пиразоловия пръстен, реакцията на заместване на 5 позиции е по-предизвикателна, така че синтезът на 5-пиразолекарбоксилна киселина се появява по-късно от 3-изомера. В началото на 20 век органичните химици се опитват да синтезират 5-пиразолекарбоксилна киселина чрез карбоксилация на пизолови пръстени, но добивът е нисък.
През 1912 г. Е. Бухта съобщава за окислен метод за пиразол-5-въглеродахид, но този метод произвежда много странични продукти и е труден за пречистване.
През 1935 г. Rh Wiley подобрява метода на синтеза, като използва реакцията на окисляване на пиразол-5-боронова киселина, за да се получи 5-пиразозолекарбоксилна киселина с висока чист за първи път.
В средата на 20-ти век, с развитието на технологията за органична синтеза, методът на синтеза на 5-пиразолекарбоксилна киселина е оптимизиран: През 1948 г. HD Hartough съобщава, че реакцията на карбоксилиране на газово-фаза на пиразол-5-литска сол с CO ₂, с добив се увеличава до 60%.
През 1957 г. RA Abramovitch разработва метода на карбоксилиране на пиразол-5-Grignard реагент, което направи реакционните условия по-меки.
Популярни тагове: 5-пиразолекарбоксилна киселина CAS 1621-91-6, доставчици, производители, фабрика, търговия на едро, покупка, цена, насипно състояние, за продажба