Axit 5-pyrazolecarboxylic(Axit pyrazole-3-carboxylic), Công thức hóa học C4H3N3O2, CAS 1621-91-6, Bột rắn tinh thể trắng. Nó là một hợp chất pyrazole điển hình, là một hợp chất dị vòng với hoạt động sinh học rộng rãi; Do các đặc điểm của vòng pyrazole, các nhóm thế trên vòng có thể được thay đổi, dẫn đến nhiều dẫn xuất. Do đó, ACD 3-carboxylic pyrazole có thể được sử dụng thêm để tổng hợp thiophene và các hợp chất khác. Tương đối ổn định ở nhiệt độ và áp suất phòng, nhưng phản ứng phân hủy có thể xảy ra trong điều kiện nhiệt độ cao, ACD hoặc kiềm mạnh. Nó là một trung gian quan trọng của các hóa chất tốt như dược phẩm, thuốc trừ sâu và thuốc nhuộm, với giá trị ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như y học, nông nghiệp, khoa học vật liệu và môi trường. Với sự sâu sắc của nghiên cứu về nó, người ta tin rằng pyrazole-3-carboxylic ACD và các dẫn xuất của nó sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn trong nhiều lĩnh vực hơn.
|
Công thức hóa học |
C4H4N2O2 |
|
Khối lượng chính xác |
112 |
|
Trọng lượng phân tử |
112 |
|
m/z |
112 (100.0%), 113 (4.3%) |
|
Phân tích nguyên tố |
C, 42.86; H, 3.60; N, 24.99; O, 28.55 |
|
|
|
Axit 5-pyrazolecarboxylic, còn được gọi là 5-pyrazoline carboxylic ACD, như một hợp chất hữu cơ đa chức năng, đã thâm nhập vào nhiều lĩnh vực chiến lược như y học, nông nghiệp và khoa học vật liệu, là một hợp chất hữu cơ có chứa vòng pyrazoline và nhóm carboxyl. Do các đặc điểm cấu trúc và tính chất hóa học độc đáo của nó, nó có một loạt các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.
Lĩnh vực y tế: Khám phá thuốc và đổi mới trị liệu
1.1 Phát triển thuốc chống khối u
Bộ xương ACD pyrazole-3-carboxylic thể hiện những lợi thế độc đáo trong thiết kế thuốc chống khối u. Là mảnh lõi của các chất ức chế CDK4/6, nó phá vỡ hoạt động xúc tác kinase bằng cách chelating các ion magiê. Palbiclib (pabosili) được phát triển bởi pfizer chứa cấu trúc ACD pyrazole-3-carboxylic, có thể được kết hợp với letrozole để kéo dài thời gian sống sót tự do của bệnh nhân ung thư vú ER+/HER2 đến 24,8 tháng. Nghiên cứu mới nhất cho thấy việc giới thiệu các nguyên tử flo ở vị trí C4 của vòng pyrazole có thể tăng cường sự ức chế chọn lọc của VEGFR-2, cung cấp một hướng mới cho liệu pháp chống angiogen.
1.2 Tổng hợp thuốc kháng vi -rút
Là một dược sĩ quan trọng của các chất ức chế tích hợp HIV-1, ACD pyrazole-3-carboxylic hoạt động bằng cách bắt chước vị trí liên kết của DNA virus. Tương tự Efavirenz (Efavirenz) được phát triển bởi công ty dược phẩm Nhật Bản Yanno Yoshihide kết hợp vòng pyrazole với benzoxazinone, làm tăng hoạt động ức chế của các chủng kháng thuốc lên 12 lần. Trong nghiên cứu thuốc chống HCV, các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic thể hiện hoạt động ức chế mức độ picomolar như là chất ức chế NS5A.
1.3 Điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh
Sự ức chế chọn lọc của Mao-B bởi các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic khiến chúng trở thành một loại thuốc ứng cử viên để điều trị bệnh Parkinson. Tương tự rasagiline (rasagiline) được phát triển bởi dược phẩm Teva ở Israel kéo dài thời gian bán hủy của nó đến 48 giờ bằng cách giới thiệu các nhóm thế methoxyphenethyl. Các nghiên cứu tiền lâm sàng đã chỉ ra rằng hợp chất này có thể làm giảm đáng kể tập hợp synuclein alpha.
1.4 Các bộ điều biến chống viêm và miễn dịch
Khi các chất ức chế gây viêm NLRP3, các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có tác dụng chống viêm bằng cách ngăn chặn quá trình oligome hóa protein ASC. Tương tự MCC950 được phát triển bởi Merck ở Đức có thể làm giảm 89% bài tiết IL-1 trong mô hình viêm khớp Gouty. Hợp chất này hiện đang trong các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn II đối với viêm khớp dạng thấp.
Hóa học thuốc trừ sâu: Phát triển các công thức độc tính hiệu quả và thấp
2.1 Thành phần hoạt chất của thuốc trừ sâu
Các dẫn xuất methyl este pyrazole-3-carboxylic thể hiện độc tính dạ dày tuyệt vời và hoạt động tiêu diệt tiếp xúc chống lại sâu bệnh Lepidoptera. Tương tự fipronil được phát triển bởi Bayer Crop Science làm giảm LD50 (ruồi nhà) xuống 0,3 g/cá thể bằng cách giới thiệu các nhóm thế Trifluoromethyl. Cơ chế hoạt động của nó liên quan đến việc phong tỏa thụ thể GABA, dẫn đến siêu phân cực tế bào thần kinh và tử vong ở côn trùng.
2.2 Thiết kế phân tử của thuốc diệt nấm
Khi các chất ức chế succinate dehydrogenase (SDHI), các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic thể hiện nồng độ ức chế nano chống lại nấm mốc xám. Tương tự bixafen (thuốc diệt nấm pyrazole) được phát triển bởi Syngenta làm giảm 70% nguy cơ kháng thuốc bằng cách giới thiệu vòng pyrazole pyrimidine. Các thí nghiệm thực địa đã chỉ ra rằng hợp chất có tác dụng kiểm soát lên tới 92% so với nấm mốc lúa mì.
2.3 Synergists thuốc diệt cỏ
Sự kết hợp của các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic và glyphosate có thể tăng cường tác dụng ức chế của protoporphyrin oxidase. Synergist PYR-3 được phát triển bởi BASF đã tăng tỷ lệ tử vong của cỏ dại lên 40% với tỷ lệ 1: 100. Cơ chế hoạt động của nó liên quan đến việc điều chỉnh mức độ GSH ở thực vật và tăng tốc sự tích tụ của các loại oxy phản ứng.
2.4 Bộ điều chỉnh tăng trưởng thực vật
Là chất ức chế thụ thể ethylene, các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có thể thúc đẩy sự phát triển của rễ và tăng cường khả năng chống căng thẳng. Tương tự prohexadione được phát triển bởi hóa chất Sumitomo ở Nhật Bản có thể làm tăng sức mạnh của cây lúa lên 35% ở nồng độ 5PPM. Hợp chất này hoạt động bằng cách điều chỉnh sinh tổng hợp GA.
Khoa học vật liệu: Xây dựng vật liệu chức năng
3.1 Khung hữu cơ kim loại (MOFS) Vật liệu
Pyrazole-3-carboxylic ACD, như một phối tử bidentate, tự lắp ráp với các ion kim loại như Zn ²+và Cu ²+để tạo thành các vật liệu tinh thể xốp. Vật liệu PCN-134 được phát triển bởi nhóm nghiên cứu tại Đại học Sun Yat Sen có diện tích bề mặt cụ thể của BET là 2800m ²/g và tỷ lệ phân tách chọn lọc CO2/N2 là 120: 1. Vật liệu này thể hiện tiềm năng ứng dụng công nghiệp trong lĩnh vực thanh lọc khí đốt tự nhiên.
3.2 Sửa đổi vật liệu polymer
Là một nhóm chức năng chuỗi bên, ACD pyrazole-3-carboxylic có thể tạo ra các polyme với các đặc tính cảm biến huỳnh quang. CoPolyme poly (pyrazole carboxylic acrylamide) được phát triển bởi Đại học Khoa học và Công nghệ Đông Trung Quốc có giới hạn phát hiện 0,2 μ m đối với Fe +. vật liệu này đạt được sự dập tắt huỳnh quang thông qua hiệu ứng PET gây ra và có thể được sử dụng trong lĩnh vực giám sát môi trường.
3.3 Thiết kế vật liệu tinh thể lỏng
Các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có thể được sử dụng làm mesogens để xây dựng gần các vật liệu tinh thể lỏng tinh thể. Các vật liệu sê-ri PZ-LC được phát triển bởi Đại học Tsinghua duy trì pha tinh thể lỏng ổn định trong phạm vi nhiệt độ 25-65 độ, với thời gian đáp ứng của mili giây. Tài liệu này có triển vọng ứng dụng trong lĩnh vực màn hình linh hoạt.
3.4 Sửa đổi bề mặt của hạt nano
Là một phối tử chelating, ACD pyrazole-3-carboxylic có thể sửa đổi bề mặt của các hạt nano vàng để tăng cường khả năng tương thích sinh học. Được phát triển bởi Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc AUNPS@PZ Tài liệu cho thấy sự gia tăng gấp 8 lần về hiệu quả hấp thu trong các tế bào HeLa. Vật liệu này tích lũy tại vị trí khối u thông qua hiệu ứng EPR và có thể được sử dụng cho liệu pháp quang nhiệt.
Tổng hợp hữu cơ: Áp dụng các trung gian chính
4.1 Xây dựng các hợp chất dị vòng
Axit pyrazole-3-carboxylic, như một tiền thân, có thể tham gia vào các phản ứng đa thành phần để xây dựng các dị vòng phức tạp. Phản ứng xếp tầng của UGI Smiles được phát triển bởi Đại học Tứ Xuyên đã tổng hợp các dẫn xuất pyrazolo thay thế đa dạng [1,5-A] trong một chậu sử dụng axit pyrazole-3-carboxylic, amin và isonitril làm nguyên liệu thô, với năng suất 82%.
4.2 Phối tử chất xúc tác chirus
Thông qua phản ứng hydro hóa không đối xứng, các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có thể tạo ra các hợp chất rượu chirus. Hệ thống xúc tác IR PBBox được phát triển bởi Viện Công nghệ Massachusetts có thể đạt được giá trị EE là 99% cho - Cyanopyrazole Formate dưới áp suất 10 ATM H2. Phản ứng này có một loạt các ứng dụng trong ngành dược phẩm.
4.3 Tổng hợp các sản phẩm tự nhiên
Như một mảnh lõi,Axit 5-pyrazolecarboxyliccó liên quan đến tổng hợp tổng hợp của các alkaloid khác nhau. Tuyến tổng hợp toàn bộ hình trụ (-)-được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu tại Đại học Harvard, sử dụng ACD pyrazole-3-carboxylic làm nguyên liệu thô, đạt được tổng năng suất 11% sau 12 bước phản ứng. Tuyến đường này xây dựng các trung tâm chirus thông qua các phản ứng chính đối xứng chính.
4.4 Thuốc nhuộm và đầu dò huỳnh quang
Các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có thể xây dựng các đầu dò huỳnh quang loại tỷ lệ thông qua hiệu ứng CNTT-TT. Đầu dò PZ-Bodipy được phát triển bởi Đại học Wuhan có giới hạn phát hiện là 5nm đối với GSH. Đầu dò đã được áp dụng thành công để chụp ảnh tình trạng oxy hóa khử của ty thể tế bào sống.
Các lĩnh vực ứng dụng sáng tạo khác
5.1 Vật liệu lưu trữ năng lượng
Là trung tâm hoạt động oxi hóa khử, các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có thể tăng cường hiệu suất của siêu tụ điện. Vật liệu tổng hợp PZ RGO được phát triển bởi Đại học Nankai có điện dung cụ thể là 320F/g với mật độ hiện tại là 1a/g và độ ổn định đạp xe hơn 10000 lần.
5.2 Phụ gia thực phẩm
Là chất ức chế vị đắng, các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có thể cải thiện hương vị thực phẩm. Formamide pyrazole thay thế N được phát triển bởi trung tâm R & D của Nestle có thể làm tăng ngưỡng đắng của caffeine lên ba lần với liều 0,01%.
5.3 Phụ gia dầu bôi trơn
Là tác nhân chống mặc áp lực cực độ, các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có thể tạo thành màng bảo vệ trên bề mặt kim loại. Phụ gia PZ-T305 được phát triển bởi Sinopec làm tăng giá trị PB của dầu cơ sở lên 800N và phù hợp để bôi trơn bánh răng nặng.
5.4 Tác nhân xử lý nước
Là chất kết tủa chelating, các dẫn xuất ACD pyrazole-3-carboxylic có thể loại bỏ các ion kim loại nặng. Vật liệu PZ-DTC được phát triển bởi Đại học Tsinghua có khả năng hấp phụ là 245mg/g đối với Hg ²+, đáp ứng các tiêu chuẩn để xử lý nước uống.
Phương pháp 1:
Thêm dung dịch nước KMNO4 (40,9 gram, 0,26 mol) vào dung dịch khuấy 3-methyl-1 (2) H-pyrazole (9,8 ml, 0,12 mol) trong 0,5 lít nước bằng cách sử dụng 1H-pyrazole-3-carbox. Đun nóng và hồi lưu hỗn hợp trong 5 giờ. Làm mát, lọc và tập trung hệ thống treo đen thành một khối lượng nhỏ. Dung dịch được axit hóa bằng 3N HCl và chất rắn màu trắng được hình thành được thu thập và rửa bằng ET2O để thu được hợp chất tiêu đề pyrazole-3-carboxylic acd . 100% năng suất . 1 H NMR (DMSO-D6200MHZ).
Phương pháp 2:
Hòa tan 3-methylpyrazole (2.0g, 1,96 ml, 24,36 mmol) trong 92 ml H2O và 46 ml pyridine. Nhiệt và trào ngược dung dịch, và thêm KMNO4 (19.3g, 121,79mmol) vào các đợt. Nhiệt và trào ngược hỗn hợp kết quả trong 45 phút, làm mát đến nhiệt độ phòng và lọc. Rửa kết tủa đen bằng H2O nóng và chiết dịch lọc hai lần bằng ethyl acetate (EtOAC). Sau đó tập trung pha nước để thu được axit pyrazole-3-3-carboxylic trắng . 100% năng suất.
Thêm acetal thích hợp (2,0 mmol) và acetone (20 ml) vào bình đáy tròn 50 ml. Thêm indium trifluoromethanesulfonate (III) (0,8 mol%) vào hỗn hợp. Phản ứng ở nhiệt độ phòng trong 8 giờ và theo dõi thông qua phân tích HPLC và TLC. Hủy bỏ dung môi sau khi phản ứng được hoàn thành dưới áp suất giảm. Sử dụng hexane/ethyl acetate (20: 1 đến 5: 1 gradient) làm chất rửa giải, sản phẩm thô được tinh chế bằng sắc ký cột trên silica gel (40G) để thu được ACD pyrazole-3-carboxylic sản phẩm.
Thêm 6.0 gram (38,0 mm) kali permanganate theo lô thành dung dịch 0,9 gram (6,4 mm) hydrazine III trong 45 mililit nước, nhiệt đến 85-90 độ C và duy trì hỗn hợp ở nhiệt độ đó trong 2 giờ. Lọc ra kết tủa oxit mangan (IV) và rửa bằng một vài phần nước nóng. Kết hợp dịch lọc với dung dịch rửa, bay hơi đến 1/3 thể tích ban đầu, mát mẻ và axit hóa với ACD tập trungAxit 5-pyrazolecarboxylic. Năng suất là 0,5 g (69%).
Axit 5-pyrazolecarboxylic (C ₄ H ₄ N ₂ O ₂) là một hợp chất axit carboxylic dị vòng quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y học, thuốc trừ sâu và khoa học vật liệu. Cấu trúc của nó bao gồm một vòng pyrazole (một vòng dị vòng có chứa nitơ năm thành viên) và một nhóm axit carboxylic (- COOH), sở hữu các đặc tính hóa học độc đáo và hoạt động sinh học.
Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, các nhà hóa học bắt đầu khám phá các phản ứng chức năng hóa trên các vòng pyrazole.
Năm 1895, Arthur Hantzsch (1857-1935) đã báo cáo quá trình tổng hợp axit 3-pyrazolecarboxylic, nhưng axit pyrazolecarboxylic 5 thay thế vẫn chưa được phát hiện. Do hiệu ứng điện tử của vòng pyrazole, phản ứng thay thế 5 vị trí khó khăn hơn, do đó, việc tổng hợp axit 5-pyrazolecarboxylic xảy ra muộn hơn so với 3-isome.
Năm 1912, E. Buchta đã báo cáo một phương pháp oxy hóa cho pyrazole-5-carboldehyd, nhưng phương pháp này đã tạo ra nhiều sản phẩm phụ và rất khó để tinh chế.
Năm 1935, RH Wiley đã cải thiện phương pháp tổng hợp bằng cách sử dụng phản ứng oxy hóa của axit pyrazole-5-boronic để có được axit 5-pyrazolecarboxylic có độ tinh khiết cao.
Vào giữa thế kỷ 20, với sự phát triển của công nghệ tổng hợp hữu cơ, phương pháp tổng hợp axit 5-pyrazolecarboxylic đã được tối ưu hóa: vào năm 1948, HD Hartough đã báo cáo phản ứng carboxyl hóa pha khí của muối pyrazole-5-lithium với CO, với năng suất tăng lên 60%.
Năm 1957, RA Abramovitch đã phát triển phương pháp carboxyl hóa của thuốc thử pyrazole-5-grignard, làm cho các điều kiện phản ứng nhẹ hơn.
Chú phổ biến: 5-Pyrazolecarboxylic Acid CAS 1621-91-6, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán