3-aminopyrazine-2-carboxylic acidhuwa kompost solidu, komunement fil-forma ta 'trab kristallin isfar bla kulur għal ċar. Għandu solubilità tajba fl-ilma. Fit-temperatura tal-kamra, tinħall fl-ilma u tifforma soluzzjoni bla kulur. Huwa kompost aċiduż b'valur PKA ta 'madwar 3.8. Hemm quċċata ta 'assorbiment fil-firxa ultravjola viżibbli. Juri quċċata ta 'assorbiment fid-dawl ultravjola b'firxa ta' tul ta 'mewġa ta' 200-400 nm, b'tul ta 'mewġa ta' assorbiment massimu tipikament bejn 230-240 nm. L-ispettru infra-aħmar juri serje ta 'frekwenzi vibrazzjonali u informazzjoni dwar il-bond. Il-qċaċet tipiċi ta 'assorbiment infra-aħmar jinkludu karbonil (c=o) li jiġġebbdu vibrazzjonijiet, amino (NH) li jġebbdu vibrazzjonijiet, u vibrazzjonijiet ta' tiġbid CH fuq ċrieki aromatiċi. Relattivament instabbli f'temperaturi għoljin u jistgħu jgħaddu minn dekompożizzjoni u degradazzjoni. Għalhekk, huwa meħtieġ li jiġu evitati temperaturi eċċessivi waqt il-ħażna u l-immaniġġjar. Huwa kompost organiku li jista 'jinħaraq taħt kondizzjonijiet xierqa. Madankollu, taħt kondizzjonijiet ġenerali, mhux faċli li tinħaraq. Għandu firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet fil-kimika ta' koordinazzjoni, inkluża l-preparazzjoni ta 'kumplessi tal-metall, reazzjonijiet katalitiċi, sondi fluworexxenti, bijosensuri, antibatteriċi / funġiċidi, skoperta ta' tossina, u materjali optoelettroniċi. Għandu applikazzjonijiet importanti fil-qasam tar-riċerka dwar id-droga. Jista 'jintuża bħala qafas strutturali għall-molekuli tad-droga u jista' jiġi modifikat u funzjonalizzat biex iħejji komposti b'attivitajiet farmakoloġiċi speċifiċi. Dan il-kompost intuża ħafna fir-riċerka ta 'mediċini kontra t-tumur, mediċini anti-infettivi, mediċini antibatteriċi, u oqsma oħra.
|
Formula kimika |
C5H5N3O2 |
|
Massa eżatta |
139 |
|
Piż molekulari |
139 |
|
m/z |
139 (100.0%), 140 (5.4%), 140 (1.1%) |
|
Analiżi Elementali |
C, 43.17; H, 3.62; N, 30.21; O, 23.00 |
 |
|
3-aminopyrazine-2-carboxylic acid(APCA) hija molekula organika b'siti ta 'koordinazzjoni multipli ta' atomi ta 'nitroġenu u ossiġenu, li tagħmilha użata ħafna fil-kimika ta' koordinazzjoni.
Applikazzjoni fil-qasam tal-pestiċidi
3-aminopyrazine-2-carboxylic acid u d-derivattivi tiegħu wrew potenzjal kbir fil-qasam tal-funġiċidi minħabba l-attività antibatterika eċċellenti tagħhom. Ir-riċerka wriet li komposti li fihom strutturi ta 'ċirku ta' pirazina spiss jistgħu jinterferixxu mas-sinteżi tal-ħajt taċ-ċellula batterika, jinibixxu s-sinteżi tal-proteina batterika, jew jagħmlu ħsara lid-DNA batteriku, u b'hekk jeżerċitaw effetti batteriċida. Bħala derivat importanti taċ-ċirku tal-pirazina, għandu wkoll dawn il-mekkaniżmi batteriċiti potenzjali. Bl-introduzzjoni ta 'sostituti differenti, derivattivi ta' aċidu 3-aminopyrazine-2-carboxylic b'attività batteriċida ta 'spettru wiesa' jistgħu jiġu sintetizzati. Dawn id-derivattivi jistgħu jinibixxu t-tkabbir u r-riproduzzjoni ta 'diversi patoġeni tal-pjanti, bħal mard tal-batterja, mard fungali, eċċ meta mqabbel ma' funġiċidi tradizzjonali, dawn il-komposti ġodda jista 'jkollhom tossiċità aktar baxxa, kompatibilità ambjentali aħjar, u ħajja fuq l-ixkaffa itwal. Minbarra l-funġiċidi ta 'spettru wiesa', komposti b'attività batteriċida speċifika jistgħu wkoll jiġu sintetizzati permezz ta 'ottimizzazzjoni strutturali. Dawn il-komposti jistgħu jeżerċitaw effetti batteriċida kontra patoġeni speċifiċi tal-pjanti filwaqt li ma jagħmlux ħsara lil organiżmi oħra mhux fil-mira. L-iżvilupp ta 'dan il-funġiċida speċifika jista' jgħin biex jitnaqqas l-użu ta 'pestiċidi, riskji aktar baxxi ta' tniġġis ambjentali, u jtejjeb ir-rendiment u l-kwalità tal-għelejjel.
Żvilupp u applikazzjoni ta 'funġiċidi
L-iżvilupp ta 'funġiċidi bbażati fuq l-aċidu 3-aminopyrazine-2-carboxylic sar wieħed mill-hotspots ta' riċerka fil-qasam tal-pestiċidi. Fil-preżent, funġiċidi multipli bbażati fuq dan il-kompost ġew irrappurtati u wrew effetti batteriċidi tajbin u prospetti ta 'applikazzjoni. Xi derivattivi ta 'aċidu 3-aminopyrazine-2-carboxylic għandhom effetti inibitorji tajbin fuq patoġeni tal-pjanti bħal fungus tar-ross u fusarium graminearum. Dawn il-komposti jinibixxu t-tkabbir u r-riproduzzjoni ta 'batterji patoġeniċi billi jinterferixxu mal-proċessi metaboliċi ċellulari tagħhom, u b'hekk jintlaħqu l-għan tal-prevenzjoni u l-kontroll tal-mard. F'applikazzjonijiet prattiċi, dawn il-funġiċidi jistgħu jiġu applikati permezz ta 'bexx tal-weraq, trattament tal-ħamrija, u metodi oħra biex jikkontrollaw b'mod effettiv l-okkorrenza u t-tixrid tal-mard tal-pjanti.
Il-preżenza ta 'struttura ta' ċirku ta 'pirazina tissuġġerixxi li dan il-kompost jista' jkollu l-abbiltà li jinterferixxi mal-mekkaniżmi ta 'regolazzjoni tat-tkabbir tal-pjanti, u b'hekk jeżerċitaw effetti erbiċidi. Ir-riċerka wriet li ċerti komposti li fihom strutturi ta 'ċirku ta' pirazina jistgħu jinterferixxu ma 'proċessi ta' sinteżi ta 'auxin tal-pjanti, trasport, jew sinjalazzjoni, li jwasslu għal tkabbir anormali tal-pjanti u anke mewt . 3- aminopyrazine-2-carboxylic acid, bħala derivattiv importanti taċ-ċirku tal-pirazina, jista' jkun ukoll għandhom dawn il-mekkaniżmi erbiċidi potenzjali. Permezz ta 'modifika strutturali, jistgħu jiġu sintetizzati derivattivi ta' aċidu 3-aminopyrazine-2-carboxylic b'attività erbiċida selettiva. Dawn id-derivattivi jistgħu jeżerċitaw effetti ta 'tnaqqija fuq speċi ta' ħaxix ħażin speċifiċi mingħajr ma jagħmlu ħsara lill-għelejjel. L-iżvilupp ta 'dan l-erbiċida selettiva jista' jgħin biex jitnaqqas l-użu ta 'pestiċidi, tniġġis ambjentali aktar baxx, u jtejjeb ir-rendiment u l-kwalità tal-għelejjel.
Prospetti ta 'żvilupp u applikazzjoni ta' erbiċidi
Sabiex jiġu sintetizzati derivattivi ta 'aċidu 3-aminopyrazine-2-carboxylic b'attività erbiċida, għandha tiġi adottata strateġija ta' sinteżi raġonevoli. Dan jinkludi l-għażla ta 'materja prima xierqa, kundizzjonijiet ta' reazzjoni, u katalizzaturi biex jiġu ottimizzati l-istruttura u l-proprjetajiet tal-prodott. Fl-istess ħin, fatturi bħall-istabbiltà tal-prodott, is-solubilità, u l-bijodisponibilità jeħtieġ li jiġu kkunsidrati biex tiżgura l-effettività tagħha f'applikazzjonijiet prattiċi. Bl-iżvilupp kontinwu tal-produzzjoni agrikola u d-domanda dejjem tiżdied għall-protezzjoni ambjentali, hemm domanda dejjem tikber għal erbiċidi effiċjenti, ta 'tossiċità baxxa, u erbiċidi favur l-ambjent . 3- aminopyrazine-2-carboxylic acid u d-derivattivi tiegħu għandhom potenzjal wiesa' ta 'applikazzjoni f'dan il-qasam minħabba l-istruttura kimika unika tagħhom u l-attività erbiċida potenzjali. Fil-futur, bl-approfondiment tar-riċerka u l-avvanzi fit-teknoloġija, dawn il-komposti huma mistennija jsiru sorsi importanti ta 'erbiċidi ġodda.
Dawn li ġejjin huma l-passi qosra u ekwazzjonijiet kimiċi korrispondenti għas-sintetizzazzjoni3-aminopyrazine-2-carboxylic acidMinn metil cyanoacetate bħala l-materjal tal-bidu:
1. Sintesi ta '3-aminopyrazine-2-one:
L-ewwelnett, il-metil cyanoacetate huwa rreaġixxa b'ċinidu tal-ammonju biex jipproduċi 3-aminopyrazine-2-nitrile. Imbagħad, 3-aminopyrazine-2-nitrile jiġi kkonvertit fi 3-aminopyrazine-2-one permezz ta 'reazzjoni ta' idrossilamina.
Ekwazzjoni kimika:
C4H5LE2+ Ch2N2 → C5H4N4
C5H4N4+H3Nru → 3-aminopyrazin-2-one
2. Tnaqqis ta '3-aminopyrazine-2-one:
Billi tnaqqas 3-aminopyrazine-2-one b'katalist (bħal trab tal-ħadid jew melħ tal-ħadid), il-grupp ketone jitnaqqas għal grupp ta 'alkoħol biex jinkiseb 3-aminopyrazine-2-ol.
Ekwazzjoni kimika:
3-aminopyrazine-2-one + catalyst + h2→ 3-aminopyrazine-2-ol
3. Aċidifikat 3-aminopyrazine-2-ol:
Aċidifika 3-aminopyrazine-2-ol b'aċidu sulfuriku kkonċentrat biex tinkiseb APCA.
Ekwazzjoni kimika:
3-aminopyrazine-2-ol + h2O4S → C5H5N3O2
Pass qasir u ekwazzjoni kimika korrispondenti għal metodu ta 'sinteżi kimika komuni ta' APCA:
1. Sintesi ta '3-aminopyrazine:
F'dan il-metodu ta 'sinteżi, il-pirazina l-ewwel irreaġixxiet bid-dietil malonat biex tipproduċi 3-aminopyrazine aċetilata. Sussegwentement, gruppi ta 'aċetil jitneħħew permezz ta' reazzjoni ta 'idrolisi katalizzata alkalina biex tinkiseb 3-aminopyrazine.
Ekwazzjoni kimika:
C4H4N2+C7H12O4→ 3-aminopyrazine aċetilata
3-aminopyrazine aċetilata + NaOH / h2O → 3-aminopyrazine
2. Idrossilat 3-aminopyrazine:
Tirreaġixxi 3-aminopyrazine b'perossidu ta 'idroġenu żejjed (h2O2) Taħt kondizzjonijiet xierqa għall-idrossilazzjoni biex tinkiseb 3-aminopyrazine-2-one.
Ekwazzjoni kimika:
3-aminopyrazine + h2O2→ 3-aminopyrazine 2-one
3. Tnaqqis ta '3-aminopyrazine-2-one:
Wettaq reazzjoni ta 'tnaqqis bejn 3-aminopyrazine-2-one u katalist (bħal melħ tal-ħadid) biex tnaqqas il-grupp ketone għal grupp ta' alkoħol, li tirriżulta fi 3-aminopyrazine-2-ol.
Ekwazzjoni kimika:
3-aminopyrazine-2-one + catalyst + h2→ 3-aminopyrazine-2-ol
4. Aċidifikat 3-aminopyrazine-2-ol:
Aċidifika 3-aminopyrazine-2-ol b'aċidu sulfuriku kkonċentrat biex jinkiseb3-aminopyrazine-2-carboxylic acid.
Ekwazzjoni kimika:
3-aminopyrazine-2-ol + aċidu sulfuriku kkonċentrat → C5H5N3O2
Mekkaniżmu ta 'interazzjoni bejn ċentri ta' kulur 3-APCA u NV
L-akkoppjar bejn ċentri ta 'kulur 3-APCA u NV jista' jinkiseb permezz ta 'diversi mekkaniżmi:
Akkoppjar manjetiku
Jekk il-molekula 3-APCA għandha spin tal-elettroni mhux imqabbad, l-interazzjoni dipole dipole manjetika tagħha ma 'l-ispin tal-elettroni taċ-ċentru tal-kulur NV tista' tiġi espressa bħala h_dip=μ 0 / (4 π r3) [n_nv · S-APCA-3 (S-NV · R) (S-APCA · R) / r2], fejn hija l-permeabilità tal-vakwu. Din l-interazzjoni tista 'tikkawża ċaqliq żgħir fil-livelli ta' enerġija spin ta 'ċentri ta' kulur NV (fuq l-iskala Hz KHz), li jistgħu jiġu skoperti permezz ta 'spettroskopija jew fluworexxenza tal-majkrowejv.
Igganċjar elettriku dipole
Il-mument molekulari ta 'dipole ta' 3-APCA (iġġenerat mid-distribuzzjoni tat-tariffi ta 'gruppi amminiċi u karbossiliċi) jista' jinteraġixxi mas-sħaba elettronika taċ-ċentri tal-kulur NV, li jirriżulta f'bidla kbira. Il-Hamiltonjan tiegħu huwa h_stark =- d · e, fejn D huwa l-mument molekulari dipole u E huwa l-kamp elettriku fiċ-ċentru tal-kulur NV. Dan l-effett jista 'jintuża biex jirregola l-proprjetajiet ottiċi jew il-livelli ta' enerġija spin ta 'ċentri ta' kulur NV.
Interazzjoni indotta mir-ritratti
Permezz ta 'eċċitazzjoni bil-lejżer ta' 3-APCA, il-fluworexxenza jew it-trasferiment ta 'enerġija mhux radjattiv iġġenerat mit-tranżizzjonijiet elettroniċi tagħha jistgħu jaffettwaw id-dinamika tal-istat eċċitati taċ-ċentri tal-kulur NV, u b'hekk tbiddel is-sinjal tal-qari ta' fluworexxenza.
Disinn u Ottimizzazzjoni tal-Iskema ta 'l-Igganċjar
Setup sperimentali u preparazzjoni tal-kampjun
Sabiex jinkiseb akkoppjar bejn ċentri ta 'kulur 3-APCA u NV, molekuli 3-APCA jeħtieġ li jiġu ffissati ħdejn il-wiċċ tad-djamanti (distanza<10 nm). The specific steps are as follows:
Trattament tal-wiċċ tad-djamanti
Tindif tal-plażma tal-ossiġnu jew trattament tal-aċidu jintuża biex jitneħħew sustanzi li jniġġsu fil-wiċċ, segwiti mit-terminazzjoni tal-idroġenu jew il-modifika tal-aminazzjoni tal-wiċċ biex ittejjeb l-adsorbiment kimiku ta '3-APCA.
3-APCA Self-Assemblea
Għaddas il-kampjun tad-djamanti f'soluzzjoni ta '3-APCA (bħal etanol jew soluzzjoni ta' ilma, konċentrazzjoni ta '1-10 mM), u tikseb l-assemblaġġ molekulari ta' awto permezz ta 'forzi elettrostatiċi jew bonds kovalenti (bħal reazzjoni bejn gruppi amminiċi u gruppi karbossili fuq il-wiċċ tad-djamanti).
Karatterizzazzjoni u verifika
Uża mikroskopija tal-forza atomika (AFM) jew spettroskopija fotoelettronika tar-raġġi X (XPS) biex tikkonferma l-kopertura u l-orjentazzjoni ta '3-APCA fuq il-wiċċ tad-djamanti; Tinduna jekk il-proprjetajiet ottiċi taċ-ċentri tal-kulur NV inbidlux permezz ta 'spettroskopija tal-fluworexxenza.
Strateġija ta 'Ottimizzazzjoni għall-Effiċjenza ta' l-Igganċjar
L-effiċjenza tal-akkoppjar hija influwenzata minn diversi fatturi, inklużi spazjar molekulari, orjentazzjoni, temperatura ambjentali, u oqsma esterni. L-istrateġija ta 'ottimizzazzjoni hija kif ġej:
Kontroll tad-distanza
Billi taġġusta l-konċentrazzjoni ta 'soluzzjoni ta' 3-APCA jew timmodifika l-wiċċ tad-djamanti biex tqassar id-distanza bejn il-molekuli u ċ-ċentri tal-kulur NV. Pereżempju, l-introduzzjoni ta 'molekuli li jgħaqqdu (bħal ktajjen tal-alkil) tista' żżid il-ħruxija tal-wiċċ u tippromwovi 3-APCA biex tersaq lejn iċ-ċentru tal-kulur NV.
Regolazzjoni ta 'orjentazzjoni
Iddisinja modifiki kimiċi ta '3-APCA (bħal sostituzzjoni ta' gruppi amminiċi bi gruppi ta 'orjentazzjoni) jew applika kamp elettriku estern biex jallinja l-mument ta' dipole molekulari jew l-assi spin mal-assi ta 'simetrija taċ-ċentru tal-kulur NV, li jimmassimizza s-saħħa tal-akkoppjar.
Regolament dwar it-temperatura u l-kamp
It-tnaqqis tat-temperatura jista 'jnaqqas il-ħoss termali u jtawwal il-ħin ta' koerenza spin taċ-ċentri tal-kulur NV; L-applikazzjoni ta 'kamp manjetiku estern tista' taġġusta l-livell ta 'enerġija spin taċ-ċentri tal-kulur NV u ttejjeb il-kundizzjonijiet ta' reżonanza bi 3-APCA.
It-tags Popolari: 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid CAS 5424-01-1, fornituri, manifatturi, fabbrika, bl-ingrossa, xiri, prezz, massa, għall-bejgħ