1,1'-карбонилдиимидазол ЦАС 530-62-1

1,1'-Царбонилдиимидазоле, алиас Н.Н'- карбонил диимидазол, 1,1'- карбонил диимидазол и карбонил диимидазол, молекулска формула Ц7Х6Н4О, ЦАС 530-62-1, молекулска тежина 162,15, бели кристал, нерастворљив у води и растворљив у алкохолу. Карбонил диимидазол је врста једињења са јаком реактивношћу. Може да реагује са^-ЦООХ,^-НХ2,^-ОХ и друге функционалне групе за синтезу многих кетона, естара, урее и других једињења која је тешко добити уобичајеним методама. На пример, реакција са амином може да синтетише имидазолне пестициде, уз избегавање употребе високо токсичног фосгена који није лако складиштити и транспортовати. Углавном се користи за органску синтезу, пестициде и фармацеутске интермедијере.

Као високо активан карбонилациони реагенс,1,1'-Царбонилдиимидазоле(ЦДИ) је показао широку примену у органској синтези, биохемији, науци о материјалима и медицини због своје јединствене хемијске структуре и реакционих карактеристика.

1. Механизам реакције језгра и хемијска својства

 

ЦДИ молекул се састоји од два имидазолна прстена премоштена карбонилном групом. Његова карбонилна група се активира снажним ефектом повлачења електрона-имидазолног прстена да би се формирао високо реактивни угљеник позитивни центар. Ова структура му омогућава да селективно реагује са функционалним групама које садрже активни водоник (као што су -ЦООХ, -НХ2, - ОХ) за стварање интермедијера као што су ацил имидазол, карбамоил имидазол или естар имидазола. Ови интермедијери могу даље да реагују са нуклеофилима (као што су амини, алкохоли, тиоли) да би формирали циљне производе као што су амиди, естри, урее и карбамати. Његове карактеристике реакције укључују:

 

 

Висока селективност: У систему коегзистенције примарни амин/секундарни амин, примарни амини се првенствено активирају на собној температури, а активација двоструке функционалне групе може се постићи регулацијом услова.

Благи реакциони услови: није потребна јака киселина, јака база или висока температура, а реакција се може завршити на собној температури до 60 степени.
Средња стабилност: генерисани интермедијер ацил имидазола може бити стабилно присутан у органским растварачима неколико сати, што је погодно за рад корак-по-.
Не-нетоксична алтернатива: може да замени високо токсичан фосген (ЦОЦл₂) за синтезу изоцијаната и једињења урее.

2. Кључна улога у синтези пептида и протеина

 

1. Високо-средство за спајање за формирање пептидне везе
ЦДИ је главни реагенс у синтези пептида у чврстој фази (СППС) и синтези пептида у течној фази, а његов механизам деловања укључује:
Директна активација карбоксилне киселине: реагује са карбоксилном групом аминокиселина да би се добио ацил имидазол, који затим кондензује са амино групом друге амино киселине да би формирао пептидну везу. На пример, у синтези антимикробног пептида ЛЛ-37, ЦДИ метода купловања може повећати принос за 15%-20% у поређењу са традиционалном ДЦЦ/ХОБт методом, док истовремено смањује споредну реакцију рацемизације.
Регионална селективна заштита: подешавањем услова реакције може се постићи селективна заштита Н-краја или Ц-краја. На пример, када се синтетишу циклични пептиди, ЦДИ може првенствено да активира карбоксилне групе бочног ланца да би се избегло прерано формирање пептидних веза главног ланца.

 

Модификација и гранање пептида: Коришћењем карбоксилних група активираних ЦДИ, могу се увести флуоресцентне ознаке, полиетилен гликол (ПЕГ) или модификација дендримера. На пример, флуоресцеин изотиоцијанат (ФИТЦ) је повезан са лизинским бочним ланцем инсулина преко ЦДИ да би се постигла визуелизација праћења лека.

2. Унакрсно{1}}повезивање и имобилизација протеина
ЦДИ-посредоване унакрсне-реакције могу да формирају амидне везе нулте дужине или једноструке-угљеничне карбаматне везе између протеинских молекула:
Имобилизација ензима: Глукоза оксидаза (ГОк) се имобилише на површини амино-модификованих магнетних наночестица активирањем карбоксилних група преко ЦДИ. Стопа опоравка активности имобилисаног ензима достиже 92%, а може се поново користити више од 10 пута.
Припрема комплекса антитела{0}}антигена: У синтези имуноадсорбујућих материјала, ЦДИ може да повеже протеин А са хидроксилованим носачима (као што је гел агарозе) да би формирао слој адсорпције високог{1}}афинитета за специфично пречишћавање ИгГ у плазми.

3. Мултифункционалне примене у органској синтези

 

1. Синтеза једињења кетона, естера и урее
Синтеза кетона: ЦДИ реагује са органометалним реагенсима (као што су Григнардови реагенси) да би ефикасно конструисао кетонске скелете. На пример, у синтези ацетофенона, ЦДИ метода повећава принос за 12% у поређењу са традиционалним путем ацил хлорида и избегава стварање хлороводоника.
Синтеза естера: ЦДИ активира карбоксилне киселине и кондензује их са алкохолима да би се формирали естри. Овај метод има значајне предности у синтези хиралних естара. На пример, у припреми кључних интермедијера антивирусног лека оселтамивир, ЦДИ метода може контролисати енантиомерни вишак (ее) на више од 99%.
Једињења урее: ЦДИ реагује са аминима да би се формирали карбамоил имидазолни интермедијери, који се даље кондензују са другим амином да би се формирала уреа. Овај пут скраћује реакционе кораке за 2 корака у поређењу са фосгенском методом када се синтетише хербицид флуроксипир и повећава искоришћеност атома за 30%.

 

2. Не-фосгенска синтеза изоцијаната
ЦДИ реагује са аминима и формира изоцијанате, избегавајући употребу високо токсичног фосгена. На пример, када се синтетише полиуретанска сировина толуен диизоцијанат (ТДИ), ЦДИ метода може скратити време реакције са 8 сати на 2 сата, а чистоћа производа достиже 99,5%.

3. Конструкција хетероцикличних једињења
ЦДИ се може користити као донор карбонила за учешће у хетероцикличној синтези:

Имидазолопиридини: Кроз реакцију циклизације ЦДИ и 2-аминопиридина, скелет имидазо[1,2-а]пиридина са антитуморском активношћу може се ефикасно конструисати.
-Интермедијари лактамских антибиотика: ЦДИ реагује са калијумовом соли пеницилина В да би синтетизовао 7-аминоцефалоспоринску киселину (7-АЦА), кључни интермедијер цефалоспоринских антибиотика, са приносом повећаним за 18% у поређењу са традиционалним хемијским методама.

4. Технологија модификације површина у науци о материјалима

 

1. Полимерна функционализација
1,1'-Царбонилдиимидазолеможе увести функционалне молекуле у полимерне површине преко ковалентних веза:

Модификација биокомпатибилности: На површини полимлечне киселине-цо-гликолне киселине (ПЛГА), ЦДИ може спојити полиетилен гликол (ПЕГ) или РГД пептид, значајно смањујући имуногеност материјала и промовишући ћелијску адхезију.

Модификација проводног полимера: На површини полипирола (ППи), ЦДИ може да имобилише глукозу оксидазу да би направио високо осетљив сензор глукозе са границом детекције од само 0,1 μМ.

 

2. Инжењеринг површина наноматеријала
ЦДИ може постићи прецизну функционализацију наночестица:

Модификација квантне тачке: ЦДИ се користи за спајање карбоксилованих квантних тачака ЦдСе са амино антителима да би се конструисале флуоресцентне имуносонде за детекцију туморског маркера ЦА125 са осетљивошћу од 0,1 нг/мЛ.

Функционализација магнетних наночестица: На површини Фе₃О₄, ЦДИ може спојити молекуле фолне киселине да би постигао специфично препознавање туморских ћелија путем циљаних система за испоруку лекова.

5. Фармацеутски интермедијери и синтеза лекова

 

1. Синтеза антибиотских интермедијера
ЦДИ је незаменљив у синтези -лактамских антибиотика:

Модификација бочног ланца цефалоспорина Ц: ЦДИ активира карбоксилну групу цефалоспорина Ц и може да уведе бочне ланце аминотиазола да би се конструисала структура језгра цефалоспорина треће-генерације.
Конверзија калијумове соли пеницилина В: ЦДИ може да конвертује калијумову со пеницилина В у 6-аминопенициланску киселину (6-АПА) са приносом од 95% и избегава употребу високо токсичног хлороформиата.

 

2. Кључни интермедијери антивирусних лекова
Када синтетише лек против-ХИВ ефавиренза, ЦДИ може ефикасно да конструише уреу групу у својој основној структури, скраћујући кораке синтезе за 3 корака у поређењу са традиционалним путем, а укупан принос се повећава са 45% на 68%.

3. Модификација лека против тумора
ЦДИ се може користити за модификацију ПЕГилације лекова паклитаксела, као што је спајање мПЕГ-2000 са 2'-хидроксилном групом паклитаксела преко ЦДИ, значајно продужавајући полувреме лека (са 2,8 сати на 24 сата) и смањујући имуногеност.

Синтхесис оф1,1'-Царбонилдиимидазоле:

Имидазол реагује са фосгеном раствореним у бензену, имидазол хидрохлорид у реактанту је филтриран, а филтрат је концентрован да би се добио 1,1'- карбонилдиимидазол са приносом од 91%.

Сипати 200 мл безводног бензола у конусни левак од 500 мл и одмерити га чепом. Уклоните стаклени чеп и поставите цев за довод гаса са филтером од пешчаног језгра на левак. Под заштитом собне температуре и цеви за сушење унесе се око 20г фосгена за око 1х (запремина раствора бензена се повећава за око 12-16мл). Зачепите левак и одмах га измерите. Стварна тежина фосгена је 16,55 г (0,167 мола). Због тога се потребна количина имидазола израчунава према моларном односу фосгена према имидазолу од 1:4. Затим поставите левак на балон са три грла који садржи 45,60 г (0,669 мол) имидазола и 500 мл анхидрованог тетрахидрофурана. Уз хлађење и електромагнетно мешање, испустите бензенски раствор фосгена у року од 15-30 минута. Наставите да мешате 15 минута и оставите да стоји на собној температури 1 сат. У сувој атмосфери, уклоните имидазол хидрохлорид помоћу левка за пешчано језгро. Филтрат је концентрован до сува под 40-50 степени и смањеним притиском да би се добило 24,5 г (91%) безбојног кристала.

Будите опрезни! Фозген је токсичан и ову операцију треба обавити у одводу.

1. Питање: Које су главне предности ЦДИ као реагенса за спајање у поређењу са традиционалним ДЦЦ или ЕДЦ?
Највећа предност ЦДИ лежи у чињеници да су његови нуспроизводи-само имидазол и угљен-диоксид, од којих су оба испарљиве или лако одстрањиве супстанце ниске-токсичности, чиме се избегава проблем који реагенси као што је ДЦЦ могу да генеришу тешко-за-уклањање помоћу-производа (као што су ДЦУ). Ово чини накнадно пречишћавање једноставнијим, а чистоћу производа већом, посебно погодним за синтезу пептида или лекова који су осетљиви на нечистоће.

2. П: Осим што се користи у синтези амида, које друге важне посебне примене ЦДИ има?
Одговор: Кључна примена је ефикасна и нежна припрема активних естара. ЦДИ прво реагује са карбоксилним киселинама да би се формирали високо активни ацилимидазолни интермедијери, који могу да реагују са Н-хидроксисукцинимидом (НХС) и другима да би створили стабилне НХС активне естре. Ови активни естри се широко користе у биолошкој коњугацији и модификацији протеина због њихове добре стабилности у воденој фази.

3. П: Које кључне мере предострожности треба предузети када користите и чувате ЦДИ?
Одговор: ЦДИ је изузетно осетљив на влагу. Када дође у контакт са водом, брзо ће хидролизовати и ослободити угљен-диоксид, што може изазвати повећање притиска унутар затворене посуде. Због тога мора да ради и да се складишти у анхидрованој инертној атмосфери као што је азот или аргон. У међувремену, сам ЦДИ је веома иритантан и може нагризати очи, кожу и респираторни тракт. За време рада потребно је носити одговарајућу заштитну опрему (заштитне наочаре, рукавице, напе).

Popularne oznake: 1,1'-карбонилдиимидазол цас 530-62-1, добављачи, произвођачи, фабрика, велепродаја, куповина, цена, расути, на продају