4- 메르 캡토피리딘, 4- 피리딘에 티올이라고도합니다. 순수한 제품은 흰색에서 밝은 노란색 고체입니다. 물에 용해 될 수 있지만 용해도는 높지 않습니다. 실온에서,이 화합물의 약 6 그램만이 100 그램의 물에 용해 될 수 있습니다. 그러나 온도가 증가함에 따라 용해도도 그에 따라 증가합니다. 가열시, 더 많은 4mercaptopyridine이 물에 용해 될 수 있습니다. 분자 구조는 하나의 황 원자와 하나의 질소 원자를 함유한다. 황 원자는 2 개의 수소 원자와 1 개의 질소 원자에 연결되어 5 개의 구성된 고리를 형성한다. 이 다섯 멤버 고리는 다른 질소 원자에 연결되어 최종 피리딘 구조를 형성합니다. 그것은 티올 그룹을 함유하는 화합물이므로 특수 화학적 특성이 있습니다. 중금속 이온과의 복잡한 반응이 발생하여 안정적인 복합체를 생성합니다. 중금속 이온의 분리 및 농축, 단백질 전기 영동 및 면역 분석의 표지 및 검출에 사용될 수 있습니다.
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화학식 |
C5H5NS |
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정확한 질량 |
111.01 |
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분자량 |
111.16 |
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m/z |
111.01 (100.0%), 112.02 (5.4%), 113.01 (4.5%) |
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원소 분석 |
C, 54.02; H, 4.53; N, 12.60; S, 28.84 |
4- 메르 캡토피리딘독특한 분자 구조 및 화학적 특성으로 인해 많은 분야에 넓은 응용을 갖는 황 함유 유기 화합물입니다.
전기 화학
전기 활성 물질로서 배터리, 슈퍼 커패시터 및 센서와 같은 고성능 전기 화학 장치를 구성합니다. 분자 구조의 피리딘 고리 및 티올 그룹으로 인해 산화 환원 반응을 겪을 수 있으며 전기 화학적 활성이 있습니다. 따라서, 4 개의 Mercaptopyridine에 기초한 전기 화학 장치는 저전압에서 하전 및 배출 될 수 있으며, 우수한 전기 화학적 성능 및 사이클링 안정성을 가질 수있다.
재료 과학
유기 기능 재료 및 나노 구조화 된 물질을 합성합니다. 분자 구조에 피리딘 고리 및 티올 그룹의 존재로 인해, 새로운 유기 또는 나노 구조화 된 물질을 생성하기 위해 다른 분자 또는 그룹과 화학 반응을 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 폴리머와 반응하여 특정 기능 및 특성을 갖는 중합체 물질을 생성 할 수있다. 또한, 물리적 및 화학적 특성을 변화시키기 위해 나노 입자의 표면을 변형 시키는데 사용될 수있다.
생물학
생체 분자의 구조와 기능을 연구하고 생체 분자 사이의 상호 작용을 탐구합니다. 중금속 이온과 복잡한 반응을 겪는 능력으로 인해 생체 분자에서 금속 이온의 역할과 효과를 연구하는 데 사용될 수 있습니다. 또한, 단백질, 핵산 및 당과 같은 생체 분자를 표지하고 검출하는 데에도 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 면역 분석에서 표지 및 검출을 위해 항체에 결합 할 수 있습니다.
약물 개발
새로운 약물을 설계하기위한 리간드 역할을합니다. 분자 구조의 피리딘 고리 및 티올 그룹으로 인해 생체 분자와 강하게 상호 작용하여 기능 및 활성에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서, 4 개의 Mercaptopyridine에 기초한 리간드는 항암제, 항균제 및 기타 치료 약물을 개발하는데 사용될 수있다. 또한, 다양한 질병의 치료를 위해 생체 분자의 대사 과정을 조절하는데 사용될 수있다.
다른 분야
위에서 언급 한 필드 외에도 다른 필드의 응용 분야에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 중합체 물질 및 유기 화합물의 합성을위한 촉매로서 사용될 수있다. 또한 물리적 및 화학적 특성 및 양자 화학 계산을 연구하는 데 사용될 수 있습니다.
조정 화학에서
4- 메르 캡토피리딘(4-MPY)는 전이 금속 및 희토류 금속 둘 다와 조정하는 능력으로 인해 배위 화학의 다재다능한 리간드이며, 다양한 구조 및 특성을 갖는 복합체를 형성한다. 이 금속 복합체는 촉매, 자기 재료 및 발광 재료에 잠재적 인 응용에 상당한 관심을 끌었다. 아래는 조정 행동, 구조적 다양성 및 응용에 대한 자세한 탐구입니다.
4-MPY의 반응성은 두 개의 잠재적 인 공여자 원자, 즉 피리딘 고리의 질소와 티올 그룹의 황에서 비롯됩니다. 금속 이온 및 반응 조건에 따라 4-MPY는 다중 조정 모드를 나타낼 수 있습니다.
- 단일체 조정: 리간드는 질소 또는 황 원자 단독을 통해 결합 할 수 있지만, 질소 조정은 종종 더 강한 염기성으로 인해 선호됩니다.
- 바이덴 테이트 조정: 질소 및 황 원자는 결합에 참여하여 킬레이트 고리를 형성하여 복합체의 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
- 브리징 조정: 중합체 또는 확장 된 구조에서, 4-MPY는 둘 이상의 금속 중심 사이의 브리지 역할을 할 수 있으며, 조정 폴리머 또는 금속 유기 프레임 워크 (MOF)의 형성에 기여할 수있다.
이 적응성은 4-MPY가 단핵 종에서 다핵 종에 이르기까지 다양한 형상을 갖는 광범위한 금속 복합체를 안정화시킬 수있게한다.
4-MPY의 수많은 금속 복합체가 합성되고 구조적으로 특성화되어 조정 환경 및 특성에 대한 통찰력을 제공합니다.
- 은 (I) 복합체:은 (I) 4-MPy 복합체의 합성은 종종 4-MPy에서 용액과의 반응을 포함한다. 이들 복합체는 전형적으로은 중심 주위에 선형 또는 삼각 평면 형상을 나타내며, 리간드는 질소 또는 황을 통해 조정한다. 예를 들어, [Ag (4-mpy) ₂] NO ₃는보고 된 바 있으며, 여기서 4-MPY는 단일 분열 N- 도너 리간드로 작용합니다.
- 카드뮴 (II) 복합체: 카드뮴 (II)은 더 높은 조정 수로 인해 4-mpy로 더 복잡한 구조를 형성합니다. 중합체 카드뮴 (II) 4-MPY 복합체가 합성되어, 브리징 모드에서 리간드를 특징으로하여 CD² ⁺ 이온을 1 차원 사슬 또는 2 차원 층에 연결 하였다. 결정 구조는 황 원자가 종종 질소 외에 결합에 참여하여 바이덴 테이트 또는 브리징 조정을 초래한다는 것을 보여준다.
NMR, IR 및 UV-Vis 분광법과 같은 분광 기술은 복합체의 전자 환경을 조사하기 위해 사용되는 반면, X- 선 결정학은 결정적인 구조 정보를 제공합니다.
4-MPY 기반 금속 복합체는 다양한 유기 형질 전환에서 촉매로서 약속을 보여 주었다. 금속 중심의 전자 특성을 조절하는 리간드의 능력은 촉매 활성 및 선택성을 향상시킨다.
- 산화 반응: 일부 4-MPy 금속 복합체는 알코올을 알데히드 또는 케톤으로 산화하기위한 촉매로서 탐색되었다. 황 원자는 반응성 중간체를 안정화 시키거나 산소 전달을 촉진하는 데 역할을 할 수있다.
- CC 커플 링 반응: 4-MPY의 전이 금속 복합체는 아릴 할로이드 또는 올레핀을 활성화시키는 능력으로 인해 스즈키 또는 도대체 반응과 같은 교차 결합 반응의 잠재력에 대해 조사되었다.
배위 환경의 조정성은 금속 이온 또는 리간드 치환기를 변화시킴으로써 촉매 성능의 최적화를 허용한다.
특정 4-MPY 금속 복합체는 흥미로운 자기 특성을 나타내므로 분자 자석 또는 스핀 크로스 오버 재료의 후보를 나타냅니다.
- 다핵 복합체: 4-mpy 리간드에 의해 연결된 다수의 금속 이온을 함유하는 복합체는 금속 중심 사이의 자기 커플 링을 나타내며, 강자성 또는 반 강자성과 같은 현상을 유발할 수있다.
- 크로스 오버 동작을 회전합니다: 일부 철 (II) 4-MPY 복합체는 스핀 전이를 겪는 것으로보고되었으며, 여기서 금속 이온은 데이터 저장 또는 감지의 잠재적 인 응용과 함께 온도 또는 빛에 반응하여 고 스핀과 낮은 스핀 상태 사이를 전환하는 것으로보고되었습니다.
이러한 물질의 설계는 복합체 내에서 리간드 전계 강도 및 분자간 상호 작용을 제어하는 데 의존한다.
4-MPY 금속 복합체는 또한 센서, OLED 또는 생체 영상 제와 같은 발광 응용 분야에서 잠재력을 나타냅니다.
- 란타나이드 복합체: 4-MPY의 희토류 금속 복합체, 특히 유로 륨 (III) 또는 테르 비움 (III)을 함유하는 것들은 안테나 효과로 인해 강한 발광을 나타내며, 여기서 리간드가 빛을 흡수하고 에너지를 금속 이온으로 전달 한 다음 특징적인 파장에서 방출합니다.
- 전이 금속 복합체: 일부 구리 (I) 또는 아연 (II) 4-MPY 복합체는 가시 영역에서 방출되는 것으로 밝혀졌으며, 조명 또는 디스플레이 기술의 잠재적 인 응용이 있습니다.
이들 복합체의 광 물리학 적 특성은 리간드 구조 또는 금속 환경을 변형시킴으로써 미세 조정 될 수있다.
핵심 합성 프로세스 및 메커니즘
산업 생산4- 메르 캡토피리딘주로 4- 클로로 피리 딘과 티오 아미 디 도코 카르 복실 레이트 사이의 치환 반응의 주류 경로를 따른다. 이 반응은 6-12 시간 동안 80-120도에서 극성 용매 (예 : DMF)에서 수행됩니다. 티오 아미 미도 카르 복실 레이트의 티오 온이온닉 유황은 4- 카본의 4- 탄소를 공격하고, 클로라이드 이온은 대체 될 잎 그룹으로서 작용하여 표적 생성물을 생성한다. 이 경로는 쉽게 이용 가능한 원료 (4- 클로로 피리딘이 일반적인 화학 생성물), 가벼운 반응 조건을 가지고 있으며, DMF를 톨루엔과 혼합하는 것과 같은 용매 비율을 최적화함으로써 반응 속도를 향상시킬 수 있습니다. 치료 후 공정은 물 침전 결정화 방법을 채택합니다. 원유 생성물은 에탄올과 재정열되고 순도는 98%이상에 도달하여 대규모 생산에 적합합니다.
대안적인 경로 중에서, 황화수소와의 4- 브로 모피 리딘의 첨가-유도 반응은 원료의 저렴한 비용으로 인해 주목을 끌었다 (4- 브로 모피 리딘의 가격은 4- 클로로 피리딘의 대략 70%이다). 이 반응은 에탄올을 용매로 사용하는 고압 반응기에서 수행되며, HATS 가스가 도입되고, 반응은 8-16 시간 동안 100-150도에서 수행된다. 중간 4- 메르 캅토 피리딘 수소 황산염은 알칼리성 용액에 의해 중화 된 후 침전되고, 건조 후 생성물을 얻었다. 그러나이 경로에는 고압 장비가 필요하며 HATS (직업 노출 한도 10 ppm)의 독성은 안전 제어에 대한 매우 높은 요구 사항을 부과합니다. 현재 몇몇 기업 만이이 경로를 채택합니다.
프로세스 최적화 및 기술 혁신
지속적인 흐름 생산 기술
Zhejiang Xinhecheng Company developed a UV light (365 nm) driven microchannel reactor, which shortened the traditional batch synthesis reaction time from 24 hours to 45 minutes, and increased the yield from 68% to 92%. The high specific surface area of the microchannel (>>5000 m²/m³)는 질량 전달 효율을 향상시키는 반면, UV 빛은 반응물 분자를 활성화시켜 활성화 에너지를 감소시켰다.
녹색 화학 공정
Jiangnan University의 팀은 변형 된 Transaminase (Ecoat-7)를 사용하여 피리딘 고리의 직접적인 클로로 메틸화를 달성하여 고독성 클로로 메틸 에테르의 사용을 피했습니다. 효소 촉매 시스템은 4 시간 동안 37도 및 pH 7.5에서 95%의 제품 선택성으로 반응했으며 2024 년에 "녹색 화학 상"을 수상했습니다.이 경로는 EU가 고해상도 물질 (SVHC)에 대한 EU 도달 규정을 준수하여 수출 기업에 대한 준수 솔루션을 제공합니다.
정화 기술 업그레이드
초 임계 CO₂ 추출 기술은 전통적인 크로마토 그래피 정제 장비를 대체하여 제약 제품의 국내 생산을 가능하게합니다. 이 기술은 불순물의 선택적 추출을 위해 임계점 (31.1도, 7.38 MPa)에서 COS의 용해도 특성을 사용하며, 생성물 순도는 99.5%를 초과하고 용매 잔류 물의 위험이 없습니다.
품질 관리 및 안전 표준
주요 품질 표시기
제약 등급4- 메르 캡토피리딘Mercaptan 함량 (98.0%이상), 중금속 잔류 물의 제어가 필요합니다.<10 ppm), and microbial limits (<100 CFU/g). The HPLC method (C18 column, methanol-water mobile phase) is a commonly used detection method, with the detection wavelength at 254 nm.
안전 운영 지점
Mercaptan 산화를 방지하기 위해 반응 시스템은 질소 가스에 의해 보호되어야한다.
HALS의 꼬리 가스는 알칼리성 용액에 의해 흡수되어 황화물 나트륨으로 전환되며, 회복 속도는 최대 90%입니다.
제품 분해를 피하려면 건조 공정 온도가 60도 미만이어야합니다.
시장 동향 및 산업 체인 분석
수요 성장 운전자 :
EGFR 억제제 Osimertinib의 주요 중간체로서, 4- 메르 캡토피리딘에 대한 전 세계 수요는 2024 년에 120 톤을 초과하여 전년 대비 35%증가했습니다. 중국의 "새로운 오염 물질 거버넌스 조치"는 클로로 메틸 에테르의 사용을 제한하여 기업이 효소 촉매와 같은 녹색 공정을 채택하도록 강요했으며, 제약 학급 제품의 국내 생산 속도는 2025 년에서 2027 년까지 60%로 증가 할 것으로 예상됩니다.
원자재 가격 변동 :
피리딘의 가격은 니코틴의 수요에 의해 영향을받으며, 전년 대비 22%의 q 4 2024. 바이오 기반 피리딘 합성 경로 (예 : 옥수수 짚의 전환)가 연구 핫스팟이되었습니다. 이 경로는 포도당을 원료로 사용하며 미생물 발효를 통해 생산되며 전통적인 석유 경로보다 15% 낮습니다.
지정 학적 영향 :
미국의 "생물 제조법"은 4- 메르 캡토피리딘의 수출을 미국 제약 기업으로 제한하여 국내 기업이 해외 충전 기지 (예 : 멕시코)를 설립하도록 촉구합니다. 동시에 Zehetinger의 "Molecule Builder"AI 플랫폼은 대체 구조를 설계 할 수있어 기업이 다운 스트림 애플리케이션에 대한 특허 레이아웃을 가속화 할 수 있습니다.
미래의 기술 로드맵
2025-2027:
100% 바이오 기반 원료 (예 : 피리딘으로의 포도당 발효와 같은)를 사용하여 완전 녹색 합성 경로를 달성합니다.
DeepMind와 협력하여 4- 머 캅토 피리딘 유도체에 대한 성능 예측 모델을 개발하여 새로운 약물 개발주기를 18 개월로 단축시킵니다.
2028-2030:
연속 유동 효소 촉매 작용 커플 링 기술을 촉진하며, 단일 라인 생산 용량은 연간 500 톤으로 증가합니다.
가스 저장 및 분리에서의 적용을 확장하기 위해 4- 머 캅토 피리딘 기반 MOFS 재료를 개발하십시오.
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