1,1'-Karbonildiimidazol CAS 530-62-1

1,1'-Karbonildiimidazol, taxallus N.N'- karbonil diimidazol, 1,1'- karbonil diimidazol va karbonil diimidazol, molekulyar formulasi C7H6N4O, CAS 530-62-1, molekulyar og'irligi 162,15, suvda oq kristall, erigan spirt, eriydigan. Karbonil diimidazol - kuchli reaktivlikka ega bo'lgan birikma. Bilan reaksiyaga kirishishi mumkin^-COOH,^-NH2,^-OH va boshqa funktsional guruhlar ko'plab ketonlar, esterlar, karbamid va umumiy usullar bilan olish qiyin bo'lgan boshqa birikmalarni sintez qilish uchun. Masalan, amin bilan reaksiya imidazol pestitsidlarini sintez qilishi mumkin, shu bilan birga saqlash va tashish oson bo'lmagan juda zaharli fosgendan foydalanishdan qochadi. Asosan organik sintez, pestitsidlar va farmatsevtik oraliq mahsulotlar uchun ishlatiladi.

Yuqori faol karbonillanish reagenti sifatida,1,1'-Karbonildiimidazol(CDI) o'zining noyob kimyoviy tuzilishi va reaktsiya xususiyatlari tufayli organik sintez, biokimyo, materialshunoslik va tibbiyotda keng qo'llanilishini ko'rsatdi.

1. Asosiy reaksiya mexanizmi va kimyoviy xossalari

 

CDI molekulasi karbonil guruhi bilan bog'langan ikkita imidazol halqasidan iborat. Uning karbonil guruhi yuqori reaktiv uglerod musbat markazni hosil qilish uchun imidazol halqasining kuchli elektronni tortib olish-ta'sirida faollashadi. Ushbu tuzilma unga faol vodorod (masalan, -COOH, -NH₂, -OH) o'z ichiga olgan funktsional guruhlar bilan tanlab reaksiyaga kirishib, atsil imidazol, karbamoil imidazol yoki ester imidazol kabi oraliq mahsulotlarni hosil qilish imkonini beradi. Ushbu oraliq mahsulotlar keyinchalik nukleofillar (aminlar, spirtlar, tiollar kabi) bilan reaksiyaga kirishib, amidlar, efirlar, karbamid va karbamatlar kabi maqsadli mahsulotlarni hosil qilishi mumkin. Uning reaktsiya xususiyatlariga quyidagilar kiradi:

 

 

Yuqori selektivlik: Birlamchi amin/ikkilamchi aminlarning birgalikda yashash tizimida birlamchi aminlar afzallik bilan xona haroratida faollashtiriladi va ikkita funktsional guruh faollashuviga vaziyatni tartibga solish orqali erishish mumkin.

Engil reaksiya sharoitlari: kuchli kislota, kuchli asos yoki yuqori harorat talab qilinmaydi va reaktsiya xona haroratida 60 darajagacha yakunlanishi mumkin.
Oraliq barqarorlik: hosil boʻlgan asilimidazol oraliq mahsuloti organik erituvchilarda bir necha soat barqaror boʻlishi mumkin, bu esa bosqichma-bosqich ishlash uchun qulaydir.
Toksik bo'lmagan muqobil: u izosiyanatlar va karbamid birikmalarini sintez qilish uchun juda zaharli fosgen (COCl₂) o'rnini bosa oladi.

2. Peptid va oqsil sintezidagi asosiy roli

 

1. Peptid bogʻlanish hosil boʻlishi uchun yuqori -samarador birlashtiruvchi vosita
CDI qattiq fazali peptid sintezi (SPPS) va suyuq fazali peptid sintezidagi asosiy reagent bo'lib, uning ta'sir mexanizmi quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Karboksilik kislotaning to'g'ridan-to'g'ri faollashishi: aminokislotalarning karboksil guruhi bilan reaksiyaga kirishib, atsil imidazol hosil qiladi, so'ngra peptid aloqasini hosil qilish uchun boshqa aminokislotalarning aminokislotalari bilan kondensatsiyalanadi. Masalan, antimikrobiyal peptid LL-37 sintezida CDI ulanish usuli an'anaviy DCC / HOBt usuli bilan solishtirganda rentabellikni 15% -20% ga oshirishi mumkin, shu bilan birga rasemizatsiya yon reaktsiyasini kamaytiradi.
Mintaqaviy selektiv himoya: reaksiya sharoitlarini sozlash orqali N-terminus yoki C-terminalning tanlab himoyasiga erishish mumkin. Masalan, siklik peptidlarni sintez qilishda CDI asosiy zanjirli peptid aloqalarining erta shakllanishiga yo'l qo'ymaslik uchun yon zanjir karboksil guruhlarini afzal ko'rishi mumkin.

 

Peptid modifikatsiyasi va dallanishi: CDI tomonidan faollashtirilgan karboksil guruhlari yordamida floresan teglar, polietilen glikol (PEG) yoki dendrimer modifikatsiyasini kiritish mumkin. Misol uchun, fluorescein isothiocyanate (FITC) CDI orqali insulinning lizin yon zanjiri bilan birlashtirilib, preparatni kuzatish vizualizatsiyasiga erishiladi.

2. Proteinlarning oʻzaro{1}}bogʻlanishi va immobilizatsiyasi
CDI-vositalangan oʻzaro{1}}bogʻlanish reaksiyalari oqsil molekulalari oʻrtasida nol-uzunlikdagi amid bogʻlari yoki bitta-uglerod oraliqli karbamat bogʻlarini hosil qilishi mumkin:
Ferment immobilizatsiyasi: Glyukoza oksidaza (GOx) CDI orqali karboksil guruhlarini faollashtirish orqali aminokislota{0}}modifikatsiyalangan magnit nanozarrachalar yuzasida immobilizatsiya qilinadi. Immobilizatsiyalangan fermentning faolligini tiklash darajasi 92% ga etadi va uni 10 martadan ortiq qayta ishlatish mumkin.
Antikor{0}}antigen komplekslarini tayyorlash: Immunoadsorbent moddalarni sintez qilishda CDI plazmadagi IgG ni o'ziga xos tozalash uchun yuqori-yaqinlikli adsorbsion qatlam hosil qilish uchun A proteinini gidroksillangan tashuvchilarga (agaroz jeli kabi) qo'shishi mumkin.

3. Organik sintezda ko‘p funksiyali qo‘llanmalar

 

1. Keton, efir va karbamid birikmalarining sintezi
Ketonlarning sintezi: CDI keton skeletlarini samarali qurish uchun organometalik reagentlar (masalan, Grignard reagentlari) bilan reaksiyaga kirishadi. Misol uchun, asetofenon sintezida CDI usuli an'anaviy asil xlorid yo'nalishi bilan solishtirganda hosilni 12% ga oshiradi va vodorod xlorid hosil bo'lishidan qochadi.
Ester sintezi: CDI karboksilik kislotalarni faollashtiradi va efirlarni hosil qilish uchun ularni spirtlar bilan kondensatsiya qiladi. Bu usul chiral efirlarni sintez qilishda muhim afzalliklarga ega. Masalan, oseltamivir antiviral preparatining asosiy oraliq mahsulotlarini tayyorlashda CDI usuli enantiomerik ortiqcha (ee) ni 99% dan ortiq nazorat qilishi mumkin.
Karbamid birikmalari: CDI karbamoil imidazol qidiruv mahsulotlarini hosil qilish uchun aminlar bilan reaksiyaga kirishadi, ular karbamid hosil qilish uchun boshqa amin bilan kondensatsiyalanadi. Bu yo'l gerbitsid fluroksipirni sintez qilishda fosgen usuliga nisbatan reaksiya bosqichlarini 2 bosqichga qisqartiradi va atomdan foydalanishni 30% ga oshiradi.

 

2. Izosiyanatlarning-fosgensiz sintezi
CDI aminlar bilan reaksiyaga kirishib, izosiyanatlarni hosil qiladi, bu juda zaharli fosgendan foydalanishdan qochadi. Masalan, poliuretan xom ashyosini toluen diizosiyanat (TDI) sintez qilishda CDI usuli reaktsiya vaqtini 8 soatdan 2 soatgacha qisqartirishi mumkin va mahsulotning tozaligi 99,5% ga etadi.

3. Geterosiklik birikmalarning tuzilishi
CDI heterotsiklik sintezda ishtirok etish uchun karbonil donor sifatida ishlatilishi mumkin:

Imidazolopiridinlar: CDI va 2-aminopiridinning siklizatsiya reaktsiyasi orqali antitumor faolligiga ega imidazo [1,2-a] piridin skeleti samarali tarzda tuzilishi mumkin.
-laktam antibiotik oraliq mahsulotlar: CDI penitsillin V kaliy tuzi bilan reaksiyaga kirishib, sefalosporin antibiotiklarining asosiy oraliq mahsuloti bo‘lgan 7-aminosefalosporan kislotasini (7-ACA) sintez qiladi va an'anaviy kimyoviy usullar bilan solishtirganda rentabellik 18% ga oshdi.

4. Materialshunoslikda sirtni modifikatsiyalash texnologiyasi

 

1. Polimerni funksionallashtirish
1,1'-KarbonildiimidazolFunktsional molekulalarni kovalent aloqalar orqali polimer sirtiga kiritishi mumkin:

Biomoslashuv modifikatsiyasi: Polilaktik kislota{0}}ko{1}}glikolik kislota (PLGA) yuzasida CDI polietilen glikol (PEG) yoki RGD peptidini birlashtirib, materialning immunogenligini sezilarli darajada kamaytiradi va hujayra yopishishini kuchaytiradi.

Supero'tkazuvchi polimer modifikatsiyasi: Polipirol (PPy) yuzasida CDI glyukoza oksidazasini immobilizatsiya qilish uchun 0,1 mkM gacha bo'lgan aniqlash chegarasi bilan yuqori sezgir glyukoza sensorini yaratishi mumkin.

 

2. Nanomaterial sirt muhandisligi
CDI nanozarrachalarning aniq funksionallashuviga erishishi mumkin:

Kvant nuqta modifikatsiyasi: CDI karboksillangan CdSe kvant nuqtalarini aminokislotalar bilan bog'lash uchun 0,1ng/ml sezuvchanlikdagi CA125 o'simta belgisini aniqlash uchun floresan immunoproblarni qurish uchun ishlatiladi.

Magnit nanozarrachalarning funksionallashuvi: Fe₃O₄ yuzasida CDI maqsadli dori yetkazib berish tizimlari orqali o'simta hujayralarini aniq tanib olish uchun foliy kislotasi molekulalarini birlashtirishi mumkin.

5. Farmatsevtik oraliq mahsulotlar va dori sintezi

 

1. Antibiotik oraliq moddalarining sintezi
CDI laktam antibiotiklari sintezida almashtirib bo'lmaydigan -:

Sefalosporin C yon zanjiri modifikatsiyasi: CDI sefalosporin C ning karboksil guruhini faollashtiradi va uchinchi avlod sefalosporinlarining asosiy tuzilishini yaratish uchun aminotiazol yon zanjirlarini kiritishi mumkin.
Penitsillin V kaliy tuzi konvertatsiyasi: CDI penitsillin V kaliy tuzini 95% rentabellik bilan 6-aminopenitsillan kislotasiga (6-APA) aylantira oladi va juda zaharli xloroformatdan foydalanishni oldini oladi.

 

2. Virusga qarshi dori vositalarining asosiy oraliq moddalari
Anti{0}}OIV efavirenz preparatini sintez qilishda CDI karbamid guruhini asosiy strukturasida samarali qurishi mumkin, an'anaviy yo'nalishga nisbatan sintez bosqichlarini 3 bosqichga qisqartiradi va umumiy rentabellik 45% dan 68% gacha oshiriladi.

3. O'simtaga qarshi dori modifikatsiyasi
CDI paklitaksel dorilarining PEGilatsiya modifikatsiyasi uchun ishlatilishi mumkin, masalan, mPEG{2}}2000 ni CDI orqali paklitakselning 2'-gidroksil guruhiga ulash, preparatning yarim yemirilish davrini sezilarli darajada uzaytiradi (2,8 soatdan 24 soatgacha) va immunogenlikni pasaytiradi.

ning sintezi1,1'-Karbonildiimidazol:

Imidazol benzolda erigan fosgen bilan reaksiyaga kirishadi, reaktivdagi imidazol gidroxlorid filtrlanadi va filtrat konsentratsiyalanadi va 91% lik 1,1'{2}} karbonildiimidazol olinadi.

500 ml konussimon voronkaga 200 ml suvsiz benzol quyiladi va tiqin bilan tortiladi. Shisha vilkasini echib oling va huniga qum yadroli filtrli gaz kirish trubasini o'rnating. Xona harorati va quritish trubkasi himoyasi ostida taxminan 1 soat ichida taxminan 20 g fosgen kiritiladi (benzol eritmasining hajmi taxminan 12-16 ml ga oshadi). Hunini rozetkaga ulang va darhol torting. Fosgenning haqiqiy og'irligi 16,55 g (0,167 mol). Shuning uchun imidazolning kerakli miqdori fosgen va imidazolning 1: 4 molyar nisbati bo'yicha hisoblanadi. Keyin voronkani 45,60 g (0,669 mol) imidazol va 500 ml suvsiz tetrahidrofuran bo'lgan uch bo'yinli kolbaga o'rnating. Sovutish va elektromagnit aralashtirishda 15-30 minut ichida fosgenning benzol eritmasini tushiring. 15 daqiqa davomida aralashtirishda davom eting va xona haroratida 1 soat turing. Quruq atmosferada imidazol gidroxloridni qum yadrosi huni bilan olib tashlang. Filtrlash 40 ~ 50 daraja ostida quruq bo'lgunga qadar konsentrlangan va 24,5 g (91%) rangsiz kristall olish uchun bosimni pasaytirgan.

Ehtiyot bo'ling! Fosgen zaharli bo'lib, bu operatsiya tutun qopqog'ida amalga oshirilishi kerak.

1. Savol: Birlashtiruvchi reagent sifatida an'anaviy DCC yoki EDC bilan solishtirganda CDI ning asosiy afzalliklari qanday?
CDI ning eng katta afzalligi shundaki, uning mahsuloti bilan reaktsiyasi faqat imidazol va karbonat angidrid bo'lib, ularning har ikkisi ham uchuvchi yoki osonlik bilan olinadigan past toksiklik-bo'lib, DCC kabi reagentlar olib tashlash qiyin--bo'lishi mumkin bo'lgan muammodan qochadi. -mahsulotlar (masalan, DCU). Bu keyingi tozalashni soddalashtiradi va mahsulotning tozaligini oshiradi, ayniqsa, aralashmalarga sezgir bo'lgan peptidlar yoki dorilar sintezi uchun mos keladi.

2. Savol: Amidlarni sintez qilishdan tashqari, CDI yana qanday muhim maxsus dasturlarga ega?
Javob: Asosiy dastur faol efirlarni samarali va yumshoq tayyorlashdir. CDI birinchi navbatda karboksilik kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, yuqori faol asilimidazol oraliq mahsulotlarni hosil qiladi, ular N-gidroksisuksinimid (NHS) va boshqalar bilan reaksiyaga kirishib, barqaror NHS faol efirlarini hosil qilishi mumkin. Ushbu faol efirlar suvli fazada yaxshi barqarorligi tufayli biologik konjugatsiya va oqsillarni o'zgartirishda keng qo'llaniladi.

3. Savol: CDI dan foydalanish va saqlashda qanday asosiy xavfsizlik choralarini ko'rish kerak?
Javob: CDI namlikka juda sezgir. Suv bilan aloqa qilganda, u tezda gidrolizlanadi va karbonat angidridni chiqaradi, bu esa yopiq idish ichidagi bosimning oshishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun uni azot yoki argon kabi suvsiz inert atmosferada ishlatish va saqlash kerak. Shu bilan birga, CDI ning o'zi juda bezovta qiladi va ko'zlarni, terini va nafas olish yo'llarini korroziyaga olib kelishi mumkin. Ish paytida tegishli himoya vositalarini (ko'zoynaklar, qo'lqoplar, dudbo'ronlar) kiyish kerak.

Issiq teglar: 1,1'-carbonyldiimidazole cas 530-62-1, yetkazib beruvchilar, ishlab chiqaruvchilar, zavod, ulgurji, sotib olish, narx, ommaviy, sotuv