Acid 5-pirazolecarboxilic(Acid pirazol-3-carboxilic), Formula chimică C4H3N3O2, CAS 1621-91-6, pulbere solidă cristalină albă. Este un compus tipic pirazol, care este un compus heterociclic cu o activitate biologică extinsă; Datorită caracteristicilor inelului pirazol, substituenții de pe inel pot fi schimbați, rezultând numeroase derivate. Prin urmare, pirazolul 3-carboxilic ACD poate fi utilizat în continuare pentru sinteza tiofenului și a altor compuși. Relativ stabilă la temperatura și presiunea camerei, dar pot apărea reacții de descompunere în condiții de temperatură ridicată, ACD puternic sau alcalin. Este un intermediar important al substanțelor chimice fine, cum ar fi produse farmaceutice, pesticide și coloranți, cu valoare de aplicare în mai multe domenii, cum ar fi medicina, agricultura, știința materialelor și mediul înconjurător. Odată cu aprofundarea cercetărilor asupra acesteia, se crede că pirazol-3-carboxilic ACD și derivații săi vor juca un rol mai important în mai multe domenii.
|
Formula chimică |
C4H4N2O2 |
|
Liturghie exactă |
112 |
|
Greutate moleculară |
112 |
|
m/z |
112 (100.0%), 113 (4.3%) |
|
Analiza elementară |
C, 42.86; H, 3.60; N, 24.99; O, 28.55 |
|
|
|
Acid 5-pirazolecarboxilic, cunoscută și sub denumirea de 5-pirazolină carboxilică ACD, ca compus organic multifuncțional, a pătruns în mai multe domenii strategice, cum ar fi medicina, agricultura și știința materialelor, este un compus organic care conține inele pirazolinei și grupe carboxil. Datorită caracteristicilor sale structurale unice și a proprietăților chimice, are o gamă largă de aplicații în multe domenii.
Domeniul medical: descoperirea drogurilor și inovația terapiei
1.1 Dezvoltarea medicamentelor anti-tumorale
Scheletul ACD pirazol-3-carboxilic prezintă avantaje unice în proiectarea medicamentelor anti-tumorale. Ca fragment de bază al inhibitorilor CDK4/6, acesta perturbă activitatea catalitică kinazei prin chelaând ioni de magneziu. Palbiclib (Pabosili) dezvoltat de Pfizer conține structură ACD pirazol-3-carboxilică, care poate fi combinată cu letrozol pentru a prelungi perioada de supraviețuire fără progresie a pacienților cu cancer de sân ER+/HER2 la 24,8 luni. Ultimele cercetări arată că introducerea atomilor de fluor în poziția C4 a inelului pirazol poate îmbunătăți inhibarea selectivă a VEGFR-2, oferind o nouă direcție pentru terapia anti-angiogenă.
1.2 Sinteza medicamentelor antivirale
Ca un farmacofor cheie al inhibitorilor de integrază HIV-1, pirazol-3-carboxilic ACD acționează prin imitarea locului de legare a ADN-ului viral. Analogul Efavirenz (Efavirenz) dezvoltat de compania farmaceutică japoneză Yanno Yoshihide combină inelul pirazol cu benzoxazinon, crescând activitatea inhibitoare a tulpinilor rezistente la medicamente de 12 ori. În cercetarea anti-VHC, derivații de pirazol-3-carboxilici ACD prezintă activitatea de inhibare a replicării nivelului picomolar ca inhibitori ai NS5A.
1.3 Tratamentul bolilor neurodegenerative
Inhibarea selectivă a MAO-B de către derivații ACD pirazol-3-carboxilici îi face un medicament candidat pentru tratamentul bolii Parkinson. Analogul de razagilină (rasagilină) dezvoltat de Teva Pharmaceuticals din Israel își extinde timpul de înjumătățire la 48 de ore prin introducerea substituenilor de metoxifenetil. Studiile preclinice au arătat că acest compus poate reduce semnificativ agregarea alfa sinucleină.
1.4 Modulatoare anti -inflamatorii și imune
Ca inhibitori ai inflammasomului NLRP3, derivații ACD pirazol-3-carboxilici exercită efecte antiinflamatorii prin blocarea oligomerizării proteinei ASC. Analogul MCC950 dezvoltat de Merck în Germania poate reduce secreția de IL-1 cu 89% într-un model de artrită gutră. Compusul este în prezent în studiile clinice din faza II pentru artrita reumatoidă.
Chimia pesticidelor: dezvoltarea de formulări de toxicitate eficientă și scăzută
2.1 Ingrediente active ale insecticidelor
Pirazol-3-carboxilic acid derivați de ester metilic prezintă toxicitate gastrică excelentă și activitate de ucidere a contactului împotriva dăunătorilor Lepidoptera. Analogul Fipronil dezvoltat de Bayer Crop Science reduce LD50 (Housefly) la 0,3 μ g/individual prin introducerea substituenților trifluometilici. Mecanismul său de acțiune implică blocarea receptorului GABA, ceea ce duce la hiperpolarizarea neuronală și moartea la insecte.
2.2 Proiectare moleculară a fungicidelor
Deoarece inhibitorii succinat de dehidrogenază (SDHI), derivații de pirazol-3-carboxilici ACD prezintă concentrații inhibitoare la nano-scală împotriva mucegaiului gri. Analogul Bixafen (pirazol eter) dezvoltat de Syngenta reduce riscul de rezistență la medicamente cu 70% prin introducerea unui inel pirazol pirimidină. Experimentele pe teren au arătat că compusul are un efect de control de până la 92% față de mucegaiul pudră de grâu.
2.3 Sinergiști erbicid
Combinația de derivați de pirazol-3-carboxilici ACD și glifosat poate spori efectul inhibitor al protoporfirinei oxidazei. Sinergistul PYR-3 dezvoltat de BASF a crescut mortalitatea buruienilor cu 40% la un raport 1: 100. Mecanismul său de acțiune implică reglarea nivelului de GSH la plante și accelerarea acumulării de specii reactive de oxigen.
2.4 Regulatoare de creștere a plantelor
Ca inhibitori ai receptorilor de etilenă, derivații de pirazol-3-carboxilici ACD pot promova dezvoltarea rădăcinilor și pot spori rezistența la stres. Analogul Prohexadione dezvoltat de Sumitomo Chemical în Japonia poate crește rezistența tulpinii de orez cu 35% la o concentrație de 5 ppm. Acest compus funcționează prin reglarea biosintezei GA.
Știința materialelor: construcții de materiale funcționale
3.1 MATERIALE METALE DE METALE (MOFS) MATERIALE
Pirazol-3-carboxilic ACD, ca ligand bident, se asamblează cu ioni metalici, cum ar fi Zn ²+și Cu ²+pentru a forma materiale cristaline poroase. Materialul PCN-134 dezvoltat de echipa de cercetare de la Sun Yat Sen University are o suprafață specifică BET de 2800m ²/g și un raport selectiv de separare CO2/N2 de 120: 1. Acest material demonstrează potențial de aplicare industrială în domeniul purificării gazelor naturale.
3.2 Modificarea materialelor polimerice
Ca grup funcțional al lanțului lateral, pirazol-3-carboxilic ACD poate înzestra polimerii cu proprietăți de detectare a fluorescenței. Copolimerul poli (pirazol carboxilic de acrilamidă) dezvoltat de Universitatea de Știință și Tehnologie din China de Est are o limită de detectare de 0,2 μm pentru Fe ³ +. Acest material realizează stingerea fluorescenței prin efectul PET indus de chelare și poate fi utilizat în domeniul monitorizării mediului.
3.3 Proiectare material de cristal lichid
Derivații ACD pirazol-3-carboxilici pot fi utilizați ca mezogeni pentru a construi în apropierea materialelor cu cristal lichid cristalin. Materialele din seria PZ-LC dezvoltate de Universitatea Tsinghua mențin o fază stabilă de cristal lichid în intervalul de temperatură de 25-65 grade, cu un timp de răspuns de milisecunde. Acest material are perspective de aplicare în domeniul afișajelor flexibile.
3.4 Modificarea suprafeței nanoparticulelor
Ca ligand chelat, pirazol-3-carboxilic ACD poate modifica suprafața nanoparticulelor de aur pentru a spori biocompatibilitatea. Dezvoltat de Institutul de Chimie, Academia Chineză de Științe AUNPS@PZ Materialul a arătat o creștere de 8 ori a eficienței absorbției în celulele HeLa. Acest material se acumulează la locul tumorii prin efectul EPR și poate fi utilizat pentru terapia fototermică.
Sinteză organică: aplicarea intermediarilor cheie
4.1 Construcția compușilor heterociclici
Acidul pirazol-3-carboxilic, ca precursor, poate participa la reacții multi-componente pentru a construi heterocicluri complexe. UGI zâmbește Reacția în cascadă dezvoltată de Universitatea Sichuan sintetizată derivate pirazolo multi-substituite [1,5-A] pirimidine într-un vas folosind acid pirazol-3-carboxilic, amină și izonitril ca materii prime, cu un randament de 82%.
4.2 Ligand catalizator chiral
Prin reacția de hidrogenare asimetrică, derivații ACD pirazol-3-carboxilici pot genera compuși alcoolici chirali. Sistemul catalitic IR PBBOX dezvoltat de Institutul de Tehnologie din Massachusetts poate obține o valoare EE de 99% pentru - format de cianopizol sub presiune de 10 atm H2. Această reacție are o gamă largă de aplicații în industria farmaceutică.
4.3 Sinteza totală a produselor naturale
Ca fragment de bază,Acid 5-pirazolecarboxiliceste implicat în sinteza totală a diferitelor alcaloizi. Ruta de sinteză totală (-)-cilindricină dezvoltată de o echipă de cercetare la Universitatea Harvard, folosind pirazol-3-carboxilic ACD ca materie primă, a obținut un randament total de 11% după 12 pași de reacție. Această rută construiește centre chirale prin reacții cheie de arin asimetrice asimetrice.
4.4 coloranți și sonde fluorescente
Pirazol-3-carboxilic ACD Derivați pot construi sonde fluorescente de tip raport de raport prin efect TIC. Sonda PZ-Bodipy dezvoltată de Universitatea Wuhan are o limită de detectare de 5 nm pentru GSH. Sonda a fost aplicată cu succes la imagistica statutul redox al mitocondriilor celulare vii.
Alte domenii de aplicații inovatoare
5.1 Materiale de stocare a energiei
Ca centre active redox, derivații de pirazol-3-carboxilici ACD pot spori performanța supercapacitoarelor. Materialul compozit PZ RGO dezvoltat de Universitatea Nankai are o capacitate specifică de 320F/G la o densitate actuală de 1a/g și o stabilitate pentru ciclism de peste 10000 de ori.
5.2 Aditivi alimentari
Ca inhibitori ai gustului amar, derivații ACD pirazol-3-carboxilici pot îmbunătăți aroma alimentară. Formamida pirazolului substituită N-substituită dezvoltată de Centrul de cercetare și dezvoltare Nestle poate crește pragul de amărăciune de cofeină de trei ori la o doză de 0,01%.
5.3 Aditivi cu ulei lubrifiant
Ca agenți anti-uzură cu presiune extremă, derivații ACD pirazol-3-carboxilici pot forma filme de protecție pe suprafețele metalice. Aditivul PZ-T305 dezvoltat de Sinopec crește valoarea PB a uleiului de bază la 800N și este potrivit pentru ungerea angrenajelor grele.
5.4 Agenții de tratare a apei
Ca precipitații chelatori, derivații ACD pirazol-3-carboxilici pot elimina ionii de metale grele. Materialul PZ-DTC dezvoltat de Universitatea Tsinghua are o capacitate de adsorbție de 245 mg/g pentru Hg ²+, care respectă standardele pentru tratarea apei potabile.
Metoda 1:
Adăugați o soluție apoasă de KMNO4 (40,9 grame, 0,26 moli) la o soluție agitată de 3-metil-1 (2) H-pirazol (9,8 mililitri, 0,12 moli) în 0,5 litri de apă folosind 1H-pyrazol-3-carboxilic ACD. Încălziți și reflux amestecul timp de 5 ore. Răciți, filtrați și concentrați suspensia neagră la un volum mic. Soluția a fost acidificată cu 3N HCl, iar solidul alb format a fost colectat și spălat cu ET2O pentru a obține compusul titlu pirazol-3-carboxilic acd . 100% randament . 1 H RMN (DMSO-D6200MHz) Δ 7,75 (d, J =1.5 Hz, 1H) și 6.75 (D).
Metoda 2:
Se dizolvă 3-metilpirazol (2,0g, 1,96 ml, 24,36 mmol) în 92 ml H2O și 46 ml piridină. Căldură și reflux soluția și adăugați kmno4 (19,3g, 121.79mmol) în loturi. Încălziți și reflux amestecul rezultat timp de 45 de minute, se răcește la temperatura camerei și filtrați. Spălați bine precipitarea neagră cu H2O fierbinte și extrageți filtratul de două ori cu acetat de etil (EtOAc). Apoi concentrați faza apoasă pentru a obține un acid pirazol solid-3-carboxilic . 100%.
Adăugați acetal corespunzător (2,0 mmol) și acetonă (20 ml) într -un balon de jos rotund de 50 ml. Adăugați trifluorometanesulfonatul de indiu (III) (0,8 mol%) la amestec. Reacționați la temperatura camerei timp de 8 ore și monitorizați prin analiza HPLC și TLC. Îndepărtați solventul după finalizarea reacției sub presiune redusă. Folosind acetat de hexan/etil (20: 1 până la 5: 1 gradient) ca eluant, produsul brut a fost purificat prin cromatografie pe coloană pe silicagel (40g) pentru a obține produsul pirazol-3-carboxilic ACD.
Adăugați 6,0 grame (38,0 milimole) de permanganat de potasiu în loturi la o soluție de 0,9 grame (6,4 milimole) de hidrazină III în 45 de mililitri de apă, căldură până la 85-90 grade C și mențineți amestecul la temperatura respectivă timp de 2 ore. Filtrați precipitarea oxidului de mangan (IV) și spălați -vă cu câteva porții de apă caldă. Combinați filtratul cu soluția de spălare, evaporați -vă la 1/3 din volumul inițial, răciți și acidifați cu ACD clorhidrat concentrat, filtrați precipitatul și uscați pentru a obține compusul din titluAcid 5-pirazolecarboxilic. Randamentul este de 0,5 g (69%).
Acidul 5-pirazolecarboxilic (C ₄ H ₄ n ₂ o ₂) este un compus de acid carboxilic heterociclic important utilizat pe scară largă în domeniile medicamentelor, pesticidelor și științei materialelor. Structura sa este formată dintr-un inel pirazol (un inel heterociclic care conține azot cu cinci membri) și o grupare de acid carboxilic (- COOH), care posedă proprietăți chimice unice și activitate biologică.
La sfârșitul secolului XIX și începutul secolului XX, chimiștii au început să exploreze reacțiile de funcționalizare pe inelele pirazolului.
În 1895, Arthur Hantzsch (1857-1935) a raportat sinteza acidului 3-pirazolecarboxilic, dar acidul pirazolecarboxilic cu 5 substituiți nu a fost încă descoperit. Datorită efectului electronic al inelului pirazol, reacția de substituție în 5 poziții este mai dificilă, astfel încât sinteza acidului 5-pirazolecarboxilic are loc mai târziu decât izomerul 3. La începutul secolului XX, chimiștii organici au încercat să sintetizeze 5-pyrazolecarboxilic acid prin carboxilarea inelelor pyraz, dar randamentul a fost scăzut.
În 1912, E. Buchta a raportat o metodă de oxidare pentru pirazol-5-carboldehidă, dar această metodă a produs multe produse secundare și a fost dificil de purificat.
În 1935, Rh Wiley a îmbunătățit metoda de sinteză prin utilizarea reacției de oxidare a acidului pirazol-5-boronic pentru a obține pentru prima dată acid 5-pirazolecarboxilic de înaltă puritate.
La mijlocul secolului XX, odată cu dezvoltarea tehnologiei de sinteză organică, metoda de sinteză a acidului 5-pirazolecarboxilic a fost optimizată: în 1948, HD Hartough a raportat reacția de carboxilare în fază de gaz a sarei pirazol-5-litiu cu CO ₂, cu un randament crescut la 60%.
În 1957, RA Abramovitch a dezvoltat metoda de carboxilare a reactivului pirazol-5-gregnard, ceea ce a făcut mai ușor condițiile de reacție.
Tag-uri populare: 5-pirazolecarboxilic acid CAS 1621-91-6, furnizori, producători, fabrică, en-gros, cumpărare, preț, vrac, de vânzare