5- 피라 분광 카르 복실 산(피라 졸 -3- 카르 복실 산), 화학 분류 C4H3N3O2, CAS 1621-91-6, 백색 결정질 고체 분말. 광범위한 생물학적 활성을 갖는 헤테로 사이 클릭 화합물 인 전형적인 피라 졸 화합물이며; 피라 졸 고리의 특성으로 인해, 고리의 치환기를 변경하여 수많은 유도체를 초래할 수 있습니다. 따라서, 피라 졸 3- 카르 복실 ACD는 티 오펜 및 다른 화합물의 합성에 추가로 사용될 수있다. 실온 및 압력에서 상대적으로 안정적이지만 고온, 강한 ACD 또는 알칼리 조건에서 분해 반응이 발생할 수 있습니다. 의약품, 농업, 재료 과학 및 환경과 같은 여러 분야의 적용 가치가있는 제약, 살충제 및 염료와 같은 미세한 화학 물질의 중요한 중간체입니다. 그것에 대한 연구가 심화되면서, 피라 졸 -3- 카르 복실 ACD와 그 유도체는 더 많은 분야에서 더 중요한 역할을 할 것이라고 믿어집니다.
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화학식 |
C4H4N2O2 |
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정확한 질량 |
112 |
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분자량 |
112 |
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m/z |
112 (100.0%), 113 (4.3%) |
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원소 분석 |
C, 42.86; H, 3.60; N, 24.99; O, 28.55 |
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5- 피라 분광 카르 복실 산다기능 유기 화합물로서 5- 피라 졸린 카르 복실 ACD로도 알려진, 의학, 농업 및 재료 과학과 같은 다수의 전략적 분야에 침투하여 피라 졸린 고리 및 카르 복실 그룹을 함유하는 유기 화합물이다. 고유 한 구조적 특성과 화학적 특성으로 인해 많은 분야에서 광범위한 응용 분야가 있습니다.
의료 분야 : 약물 발견 및 치료 혁신
1.1 항 종양 약물의 개발
피라 졸 -3- 카르 복실 ACD 골격은 항 종양 약물의 설계에서 독특한 이점을 나타냅니다. Cdk4/6 억제제의 코어 단편으로서, 킬레이트 마그네슘 이온에 의해 키나제 촉매 활성을 방해한다. 화이자에 의해 개발 된 palbiclib (pabosili)는 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 구조를 함유하며, 이로 졸과 결합하여 ER+/HER2 유방암 환자의 진행이없는 생존 기간을 24.8 개월로 연장 할 수있다. 최신 연구에 따르면 피라 졸 고리의 C4 위치에서 불소 원자를 도입하면 VEGFR-2의 선택적 억제가 향상되어 항 혈관 신생 요법을위한 새로운 방향이 제공됩니다.
1.2 항 바이러스 약물의 합성
HIV-1 인테그라 제 억제제의 핵심 약전으로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 ACD는 바이러스 DNA의 결합 부위를 모방함으로써 작용한다. 일본 제약 회사 인 Yanno Yoshihide가 개발 한 Efavirenz (efavirenz) 아날로그는 피라 졸 링과 벤조 옥 사시 논과 결합하여 약물 내성 균주의 억제 활성을 12 회 증가시킵니다. 항 -HCV 약물 연구에서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 NS5A 억제제로서 피코 몰라 수준 복제 억제 활성을 나타낸다.
1.3 신경 퇴행성 질환의 치료
피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체에 의한 MAO-B의 선택적 억제는 파킨슨 병 치료를위한 후보 약물이된다. 이스라엘의 Teva Pharmaceuticals에 의해 개발 된 라사 실린 (라사 실린) 아날로그는 메 톡시 페네틸 치환기를 도입함으로써 반감기를 48 시간으로 연장시킨다. 전임상 연구에 따르면이 화합물은 알파 신누 클레인 응집체를 상당히 감소시킬 수 있습니다.
1.4 항 염증 및 면역 조절제
NLRP3 염증 억제제로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 ASC 단백질 올리고머 화를 차단함으로써 항 염증 효과를 발휘한다. 독일 Merck에서 개발 한 MCC950 아날로그는 통풍이 많은 관절염 모델에서 IL-1 분비를 89% 감소시킬 수 있습니다. 이 화합물은 현재 류마티스 관절염에 대한 2 상 임상 시험에있다.
살충제 화학 : 효율적이고 낮은 독성 제제의 개발
2.1 살충제의 활성 성분
피라 졸 -3- 카르 복실 산 메틸 에스테르 유도체는 탁월한 위 독성을 나타내고 레 피도 탑 테라 해충에 대한 접촉 살해 활성을 나타냅니다. Bayer Crop Science에 의해 개발 된 fipronil 아날로그는 트리 플루오로 메틸 치환기를 도입함으로써 LD50 (Housefly)을 0.3 μg/개체로 감소시킨다. 그것의 작용 메커니즘은 GABA 수용체 봉쇄를 포함하여 곤충의 신경 과분극 및 사망을 초래한다.
2.2 살균제의 분자 설계
석시 네이트 탈수소 효소 억제제 (SDHI)로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 회색 금형에 대한 나노 스케일 억제 농도를 나타낸다. Syngenta에 의해 개발 된 비파 펜 (피라 졸 에테르 살균제) 아날로그는 피라 졸 피리 미딘 고리를 도입함으로써 약물 내성의 위험을 70% 감소시킨다. 현장 실험에 따르면이 화합물은 밀 가루 곰팡이에 대해 최대 92%의 제어 효과를 갖는 것으로 나타났습니다.
2.3 제초제 상승 작품
피라 졸 -3- 카르 복실 ACD 유도체 및 글 리포 세이트의 조합은 프로토 포르피린 옥시 다제의 억제 효과를 향상시킬 수있다. BASF에 의해 개발 된 상승 작용 PYR-3은 1 : 100 비율로 잡초 사망률을 40% 증가시켰다. 그것의 작용 메커니즘은 식물에서 GSH 수준을 조절하고 반응성 산소 종의 축적을 가속화하는 것을 포함한다.
2.4 플랜트 성장 규제 기관
에틸렌 수용체 억제제로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 뿌리 발달을 촉진하고 스트레스 내성을 향상시킬 수있다. 일본의 Sumitomo Chemical에 의해 개발 된 ProHexadione 아날로그는 5ppm의 농도에서 쌀 줄기 강도를 35% 증가시킬 수 있습니다. 이 화합물은 GA 생합성을 조절하여 작동합니다.
재료 과학 : 기능 재료 구축
3.1 금속 유기 프레임 워크 (MOFS) 재료
피라 졸 -3- 카르 복실 ACD, 바이덴 테이트 리간드로서, Zn ²+및 Cu ²+와 같은 금속 이온으로 자체 조립하여 다공성 결정질 물질을 형성한다. Sun Yat Sen University의 연구팀이 개발 한 PCN-134 자료는 BET 특이 적 표면적이 2800m ²/g이며 CO2/N2 선택적 분리 비율은 120 : 1입니다. 이 재료는 천연 가스 정제 분야에서 산업 적용 전위를 보여줍니다.
3.2 중합체 물질의 변형
측쇄 기능 그룹으로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD는 형광 감지 특성을 갖는 중합체를 수분 할 수있다. 동중국 과학 기술 대학 (University of Science and University of Science and University of Science and Technology)에서 개발 한 폴리 (피라 졸 카르 복실 산 아크릴 아크리 아미드) 공중 합체는 Fe ³ +.에 대해 0.2 μm의 검출 한계를 가지고있다.
3.3 액정 재료 설계
피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 결정질 액정 물질 근처에 제조하기 위해 메소겐으로 사용될 수있다. Tsinghua University가 개발 한 PZ-LC 시리즈 재료는 25-65 도의 온도 범위에서 안정적인 액정 단계를 유지하며 밀리 초의 응답 시간을 유지합니다. 이 자료에는 유연한 디스플레이 분야에서 응용 프로그램 전망이 있습니다.
3.4 나노 입자의 표면 변형
킬레이트 리간드로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD는 금 나노 입자의 표면을 변형시켜 생체 적합성을 향상시킬 수있다. 화학 연구소 (Institute of Chemistry)에서 개발 한 중국 과학 아카데미 AUNPS@PZ이 재료는 헬라 세포에서 흡수 효율이 8 배 증가한 것으로 나타났습니다. 이 물질은 EPR 효과를 통해 종양 부위에 축적되며 광분 요법에 사용될 수 있습니다.
유기 합성 : 주요 중간체의 적용
4.1 헤테로 사이 클릭 화합물의 구성
피라 졸 -3- 카르 복실 산은 전구체로서 다중 성분 반응에 참여하여 복잡한 헤테로 사이클을 구성 할 수있다. UGI는 Sichuan University에 의해 개발 된 캐스케이드 반응을 82%의 수율로 원료로 피라 졸 -3- 카르 복실 산, 아민 및 이소 니트릴을 사용하여 하나의 포트에서 다중 치환 피라 졸로 [1,5-A] 피리 미딘 유도체를 합성했습니다.
4.2 키랄 촉매 리간드
비대칭 수소화 반응을 통해, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 키랄 알코올 화합물을 생성 할 수있다. Massachusetts Institute of Technology에서 개발 한 IR PBBox 촉매 시스템은 10 atm H2 압력 하에서 Cyanopyrazole 포맷에 대해 99%의 EE 값을 달성 할 수 있습니다. 이 반응은 제약 산업에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.
4.3 천연 제품의 총 합성
핵심 조각으로서5- 피라 분광 카르 복실 산다양한 알칼로이드의 총 합성에 관여합니다. 하버드 대학교 (Harvard University)의 연구팀이 피라 졸 -3- 카르 복실 ACD를 사용하여 원료로서 개발 한 (-)-원통 총 합성 경로는 12 단계 반응 후 총 11%의 수율을 달성했다. 이 경로는 주요 비대칭 Diels Alder 반응을 통해 키랄 센터를 구성합니다.
4.4 염료 및 형광 프로브
피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 ICT 효과를 통해 비율 유형 형광 프로브를 생성 할 수 있습니다. Wuhan University가 개발 한 PZ-Bodipy 프로브의 경우 GSH의 경우 5nm의 탐지 한계가 있습니다. 프로브는 살아있는 세포 미토콘드리아의 산화 환원 상태를 영상화하는 데 성공적으로 적용되었습니다.
기타 혁신적인 응용 분야
5.1 에너지 저장 재료
산화 환원 활성 중심으로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 슈퍼 커패시터의 성능을 향상시킬 수있다. Nankai University가 개발 한 PZ RGO 복합재 재료는 현재 밀도의 1A/g 및 10000 회 이상의 사이클링 안정성에서 320F/g의 특정 커패시턴스를 가지고 있습니다.
5.2 식품 첨가제
쓴 맛 억제제로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 음식 맛을 향상시킬 수 있습니다. Nestle R & D Center에서 개발 한 N- 치환 된 피라 졸 포름 아미드는 0.01%의 복용량에서 카페인의 쓴 맛 임계 값을 3 배 증가시킬 수 있습니다.
5.3 윤활유 첨가제
극도의 압력 방지제 제로, 피라 졸 -3- 카르 복실 ACD 유도체는 금속 표면에서 보호 필름을 형성 할 수 있습니다. Sinopec에 의해 개발 된 PZ-T305 첨가제는 Base Oil의 PB 값을 800N으로 증가시키고 중단 기어 윤활에 적합합니다.
5.4 수처리 제
킬링 침전물로서, 피라 졸 -3- 카르 복실 성 ACD 유도체는 중금속 이온을 제거 할 수있다. Tsinghua University가 개발 한 PZ-DTC 자료는 HG ²+의 경우 245mg/g의 흡착 용량을 가지고 있으며, 이는 식수 처리 표준을 충족합니다.
방법 1 : 방법 1
1H- 페라 졸 -3- 카르 복 실 성 ACD를 사용하여 0.5 리터의 물에 3- 메틸 -1 (2) H- 피라 졸 (9.8 밀리리터, 0.12 몰)의 교반 용액에 KMNO4 (40.9 그램, 0.26 몰)의 수용액을 첨가한다. 혼합물을 5 시간 동안 가열하고 환류시킵니다. 검은 색 서스펜션을 소량으로 식히고 필터링하고 집중시킵니다. 용액을 3N HCl로 산성화하고, 백색 고체를 수집하고 ET2O로 세척하여 제목 화합물 피라 졸 -3- 카르 복실 ACD . 100% 수율 . 1 H NMR (DMSO-D6200MHZ) δ 7.75 (D, J}}} 및 6.75 (25})를 수득 하였다.
방법 2 : 방법 2.
92 mL H2O 및 46 mL 피리딘에 3- 메틸 피라 졸 (2.0G, 1.96 ml, 24.36 mmol)을 용해시킨다. 용액을 가열하고 환류시키고 kmno4 (19.3g, 121.79mmol)를 배치에 첨가하십시오. 결과 혼합물을 45 분 동안 가열하고 환류시키고 실온으로 냉각하고 필터를 필터합니다. 핫 H2O로 검은 침전물을 철저히 씻고 에틸 아세테이트 (ETOAC)로 여과 액을 두 번 추출합니다. 이어서 수성 상을 농축하여 흰 고체 피라 졸 -3- 카르 복실 산 . 100% 수율을 얻습니다.
적절한 아세탈 (2.0 mmol) 및 아세톤 (20 ml)을 50 ml 둥근 바닥 플라스크에 첨가하십시오. 혼합물에 인듐 trifluoromethanesulfonate (III) (0.8 mol%)를 첨가하십시오. 실온에서 8 시간 동안 반응하고 HPLC 및 TLC 분석을 통해 모니터링하십시오. 반응이 감소 된 압력하에 완료된 후 용매를 제거하십시오. 용리액으로서 헥산/에틸 아세테이트 (20 : 1 내지 5 : 1 구배)를 사용하여, 실리카 겔 (40G)의 컬럼 크로마토 그래피에 의해 정제되어 생성물 피라 졸 -3- 카르 복실 ACD를 수득 하였다.
45 밀리리터의 물에서 0.9 그램 (6.4 밀리 몰)의 히드라진 III 용액에 6.0 그램 (38.0 밀리 몰)의 칼륨 과망간산산염을 배치에 넣고, 85-90도 C로 가열하고, 그 온도에서 2 시간 동안 혼합물을 유지합니다. 산화 망간 (IV)의 침전물을 걸러 내고 뜨거운 물의 몇 부분으로 세척하십시오. 여과 액을 세척 용액과, 초기 부피의 1/3으로 섞고, 농축 된 hydrochloric ACD로 냉각 및 산성화하고, 침전물을 여과하고, 제목 화합물을 얻도록 건조시킵니다.5- 피라 분광 카르 복실 산. 수율은 0.5 g (69%)입니다.
5- 피라 분광 카르 복실 산 (C ₄ H ₄ n ₂ O ₂)은 의학, 살충제 및 재료 과학의 분야에 널리 사용되는 중요한 이종 세포 카르 복실 산 화합물입니다. 그것의 구조는 피라 졸 고리 (5 개의 구성원 질소 함유 이종 고리)와 고유 한 화학적 특성 및 생물학적 활성을 갖는 카르 복실 산기 (-COOH)로 구성된다.
19 세기 후반과 20 세기 초에 화학자들은 피라졸 고리에 대한 기능화 반응을 탐구하기 시작했습니다.
1895 년에 Arthur Hantzsch (1857-1935)는 3- 피라 분해 카르 복실 산의 합성을보고했지만 5- 치환 된 피라 분해 카르 복실 산은 아직 발견되지 않았다. 피라 졸 고리의 전자 효과로 인해, 5- 위치 치환 반응은 더 어려워 지므로, 5- 피라 선산 카르 복실 산의 합성은 3- 이성질체보다 늦게 발생한다. 20 세기 초에 유기 화학자들은 5- 피라 분해 링의 카르 복실화를 통한 5- 피라 분광 카르 복실 산산을 합성하려고 시도했다.
1912 년, E. buchta는 피라 졸 -5- 카르 볼데히드에 대한 산화 방법을보고했지만,이 방법은 많은 부산물을 생성했으며 정제하기가 어려웠다.
1935 년, Rh Wiley는 피라 졸 -5- 보 론산의 산화 반응을 사용하여 고급 5- 피라 분해 카르 복실 산을 처음으로 수득함으로써 합성 방법을 개선시켰다.
20 세기 중반, 유기 합성 기술의 발달로, 5- 피라 분광 카르 복실 산의 합성 방법은 최적화되었다 : 1948 년에 HD Hartough는 피라 졸 -5- 리스튬 염의 CO ₂와의 가스상 카르복실화 반응을 60%로 증가시켰다.
1957 년, Ra Abramovitch는 피라 졸 -5- 그린 나드 시약의 카르 복 실화 방법을 개발하여 반응 조건을 가벼워졌습니다.
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