1,1'-Carbonyldiimidazole CAS 530-62-1

1,1'-Carbonyldiimidazole, alias N.N'- carbonyl diimidazole, 1,1'- carbonyl diimidazole u carbonyl diimidazole, formula molekulari C7H6N4O, CAS 530-62-1, piż molekulari 162.15, kristall abjad, li ma jinħallx fl-ilma, jinħall fl-alkoħol u fl-ether. Carbonyl diimidazole huwa tip ta 'kompost b'reattività qawwija. Jista 'jirreaġixxi ma'^-COOH,^-NH2,^-OH u gruppi funzjonali oħra biex jissintetizzaw ħafna ketoni, esteri, ureji u komposti oħra li huma diffiċli biex jinkisbu b'metodi komuni. Pereżempju, ir-reazzjoni bl-amina tista 'sintetizza pestiċidi imidazole, filwaqt li tevita l-użu ta' phosgene tossiku ħafna li mhux faċli biex tinħażen u ttrasporta. Prinċipalment użat għal sinteżi organika, pestiċidi u intermedji farmaċewtiċi.

Bħala reaġent tal-karbonilazzjoni attiv ħafna,1,1'-Carbonyldiimidazole(CDI) wera valur ta 'applikazzjoni wiesa' fis-sinteżi organika, il-bijokimika, ix-xjenza tal-materjali u l-mediċina minħabba l-istruttura kimika unika u l-karatteristiċi ta 'reazzjoni tagħha.

1. Mekkaniżmu ta 'reazzjoni tal-qalba u proprjetajiet kimiċi

 

Il-molekula CDI tikkonsisti f'żewġ ċrieki imidazole mgħaqqda minn grupp karbonil. Il-grupp tal-karbonil tiegħu huwa attivat mill-effett qawwi tal-irtirar tal-elettroni- taċ-ċirku tal-imidazole biex jifforma ċentru pożittiv tal-karbonju reattiv ħafna. Din l-istruttura tippermettilha tirreaġixxi b'mod selettiv ma 'gruppi funzjonali li fihom idroġenu attiv (bħal -COOH, -NH₂, -OH) biex tiġġenera intermedji bħal acyl imidazole, carbamoyl imidazole jew ester imidazole. Dawn l-intermedji jistgħu jirreaġixxu aktar man-nukleofili (bħal ammini, alkoħols, thiols) biex jiffurmaw prodotti fil-mira bħal amidi, esteri, ureji u carbamates. Il-karatteristiċi tar-reazzjoni tiegħu jinkludu:

 

 

Selettività għolja: Fis-sistema ta 'koeżistenza ta' amina primarja/amina sekondarja, l-amini primarji huma attivati ​​preferenzjali f'temperatura tal-kamra, u l-attivazzjoni ta 'grupp funzjonali doppju tista' tinkiseb permezz tar-regolamentazzjoni tal-kundizzjoni.

Kundizzjonijiet ta 'reazzjoni ħafifa: l-ebda aċidu qawwi, bażi qawwija jew temperatura għolja mhija meħtieġa, u r-reazzjoni tista' titlesta f'temperatura tal-kamra sa 60 grad.
Stabbiltà intermedja: l-intermedjarju tal-acyl imidazole iġġenerat jista 'jkun preżenti b'mod stabbli f'solventi organiċi għal diversi sigħat, li huwa konvenjenti għal operazzjoni pass-b'-pass.
Alternattiva mhux-tossika: tista' tissostitwixxi l-fosġenu tossiku ħafna (COCl₂) għas-sintesi ta' isocyanates u komposti tal-urea.

2. Rwol ewlieni fis-sintesi tal-peptidi u l-proteini

 

1. Aġent tal-igganċjar ta '-effiċjenza għolja għall-formazzjoni ta' bonds tal-peptidi
CDI huwa reaġent ewlieni fis-sintesi tal-peptidi tal-fażi solida (SPPS) u s-sintesi tal-peptidi tal-fażi likwida, u l-mekkaniżmu ta 'azzjoni tiegħu jinkludi:
Attivazzjoni diretta ta 'aċidu karbossiliku: tirreaġixxi mal-grupp carboxylic ta' aċidi amminiċi biex tiġġenera acyl imidazole, li mbagħad tikkondensa mal-grupp amminiku ta 'aċidu amminiku ieħor biex tifforma bond peptide. Pereżempju, fis-sintesi tal-peptide antimikrobiku LL-37, il-metodu ta 'akkoppjar CDI jista' jżid ir-rendiment bi 15% -20% meta mqabbel mal-metodu tradizzjonali DCC/HOBt, filwaqt li jnaqqas ir-reazzjoni tal-ġenb ta 'racemization.
Protezzjoni selettiva reġjonali: billi jiġu aġġustati l-kundizzjonijiet tar-reazzjoni, tista' tinkiseb protezzjoni selettiva tat-terminu N-jew C-terminal. Pereżempju, meta jiġu sintetizzati peptidi ċikliċi, CDI jista 'preferenzjali jattiva l-gruppi karbossili tal-katina tal-ġenb biex tiġi evitata l-formazzjoni prematura ta' bonds peptidi tal-katina prinċipali.

 

Modifika u fergħat tal-peptidi: Bl-użu tal-gruppi karbossili attivati ​​minn CDI, jistgħu jiġu introdotti tikketti fluworexxenti, polyethylene glycol (PEG) jew modifika tad-dendrimer. Pereżempju, fluorescein isothiocyanate (FITC) huwa akkoppjat mal-katina tal-ġenb tal-lysine tal-insulina permezz ta 'CDI biex tinkiseb viżwalizzazzjoni tat-traċċar tad-droga.

2. Protein cross-linking u immobilizzazzjoni
CDI-reazzjonijiet inkroċjati-medjati minn CDI jistgħu jiffurmaw bonds amide ta' tul żero-jew bonds-carbamate spazjati tal-karbonju singolu bejn molekuli ta' proteina:
Immobilizzazzjoni tal-enżimi: Glucose oxidase (GOx) huwa immobilizzat fuq il-wiċċ ta' nanopartiċelli manjetiċi amino-modifikati billi jiġu attivati ​​l-gruppi karbossiliċi permezz tas-CDI. Ir-rata ta 'rkupru ta' l-attività ta 'l-enzima immobilizzata tilħaq 92%, u tista' terġa 'tintuża aktar minn 10 darbiet.
Preparazzjoni ta' kumplessi ta' antikorp-antiġen: Fis-sintesi ta' materjali immunoadsorbenti, CDI jista' jgħaqqad il-proteina A ma' trasportaturi idrossilati (bħal ġel agarose) biex jifforma saff ta' assorbiment ta'-affinità għolja għall-purifikazzjoni speċifika ta' IgG fil-plażma.

3. Applikazzjonijiet Multifunzjonali fis-Sinteżi Organika

 

1. Sinteżi ta 'Ketoni, Ester u Komposti ta' l-Urea
Sinteżi ta 'Ketoni: CDI jirreaġixxi ma' reaġenti organometalliċi (bħal reaġenti Grignard) biex jinbnew b'mod effiċjenti skeletri ketoni. Pereżempju, fis-sintesi ta 'acetophenone, il-metodu CDI iżid ir-rendiment bi 12% meta mqabbel mar-rotta tradizzjonali tal-klorur tal-aċil u jevita l-ġenerazzjoni tal-klorur tal-idroġenu.
Sinteżi ta 'Ester: CDI jattiva l-aċidi karbosiliċi u jikkondensahom ma' alkoħol biex jiffurmaw esteri. Dan il-metodu għandu vantaġġi sinifikanti fis-sintesi ta 'esteri kirali. Pereżempju, fil-preparazzjoni ta 'intermedji ewlenin tal-mediċina antivirali oseltamivir, il-metodu CDI jista' jikkontrolla l-eċċess enantiomeriku (ee) għal aktar minn 99%.
Komposti ta 'l-urea: CDI jirreaġixxi ma' amini biex jiffurmaw intermedji ta 'carbamoyl imidazole, li huma kkondensati aktar ma' amina oħra biex jiffurmaw urea. Din ir-rotta tqassar il-passi ta 'reazzjoni b'2 passi meta mqabbla mal-metodu phosgene meta sintetizza l-erbiċida fluroxypyr, u żżid l-utilizzazzjoni atomika bi 30%.

 

2. Sinteżi ta' Isocyanates mhux-fosġenu
CDI jirreaġixxi ma 'amini biex jiffurmaw isocyanates, u jevita l-użu ta' phosgene tossiku ħafna. Per eżempju, meta sintetizza l-materja prima tal-polyurethane toluene diisocyanate (TDI), il-metodu CDI jista 'jqassar il-ħin ta' reazzjoni minn 8 sigħat għal sagħtejn, u l-purità tal-prodott tilħaq 99.5%.

3. Kostruzzjoni ta 'komposti eteroċikliċi
CDI jista 'jintuża bħala donatur tal-karbonil biex jipparteċipa f'sintesi eteroċiklika:

Imidazolopyridines: Permezz tar-reazzjoni ta 'ċiklizzazzjoni ta' CDI u 2-aminopyridine, l-iskeletru ta 'imidazo [1,2-a]pyridine b'attività antitumorali jista' jinbena b'mod effiċjenti.
-intermedji tal-antibijotiċi tal-lactam: CDI jirreaġixxi mal-melħ tal-potassju tal-peniċillina V biex jissintetizza aċidu 7-aminocephalosporanic (7-ACA), intermedjarju ewlieni tal-antibijotiċi cephalosporin, b'rendiment miżjud bi 18% meta mqabbel ma 'metodi kimiċi tradizzjonali.

4. Teknoloġija tal-modifika tal-wiċċ fix-xjenza tal-materjali

 

1. Funzjonalizzazzjoni tal-polimeru
1,1'-Carbonyldiimidazolejista 'jintroduċi molekuli funzjonali f'uċuħ polimeru permezz ta' bonds kovalenti:

Modifikazzjoni tal-bijokompatibilità: Fuq il-wiċċ tal-aċidu polylactic-co-glycolic acid (PLGA), CDI jista 'jikkoppja polyethylene glycol (PEG) jew peptide RGD, inaqqas b'mod sinifikanti l-immunoġeniċità tal-materjal u jippromwovi l-adeżjoni taċ-ċelluli.

Modifikazzjoni tal-polimeru konduttiv: Fuq il-wiċċ tal-polypyrrole (PPy), CDI jista 'jimmobilizza l-glukożju oxidase biex jibni sensur tal-glukożju sensittiv ħafna b'limitu ta' sejbien baxx daqs 0.1μM.

 

2. Inġinerija tal-wiċċ nanomaterjali
CDI jista 'jikseb funzjonalizzazzjoni preċiża ta' nanopartiċelli:

Modifika ta 'punti kwantiċi: CDI jintuża biex jgħaqqad tikek quantum CdSe karbossilati ma' antikorpi amino biex jinbnew immunoprobes fluworexxenti għall-iskoperta ta 'markatur tat-tumur CA125 b'sensittività ta' 0.1ng/mL.

Funzjonalizzazzjoni ta 'nanopartiċelli manjetiċi: Fuq il-wiċċ ta' Fe₃O₄, CDI jista 'jgħaqqad il-molekuli tal-aċidu foliku biex jikseb rikonoxximent speċifiku ta' ċelluli tat-tumur permezz ta 'sistemi ta' kunsinna ta 'droga mmirati.

5. Intermedji farmaċewtiċi u sinteżi tad-droga

 

1. Sinteżi ta 'intermedji antibijotiċi
Is-CDI huwa insostitwibbli fis-sintesi ta' -antibijotiċi lattami:

Modifikazzjoni tal-katina tal-ġenb ta 'Cephalosporin C: CDI jattiva l-grupp karbossiliku ta' cephalosporin C, u jista 'jintroduċi ktajjen tal-ġenb ta' aminothiazole biex jinbena l-istruttura tal-qalba taċ-ċefalosporin tat-tielet -ġenerazzjoni.
Konverżjoni tal-melħ tal-potassju tal-peniċillina V: CDI jista 'jikkonverti melħ tal-potassju tal-peniċillina V f'aċidu 6-aminopenicillanic (6-APA) b'rendiment ta' 95%, u jevita l-użu ta 'kloroformat tossiku ħafna.

 

2. Intermedji ewlenin ta 'mediċini antivirali
Meta tissintetizza l-efavirenz tad-droga kontra -HIV, CDI jista 'jibni b'mod effiċjenti l-grupp ta' l-urea fl-istruttura ewlenija tiegħu, u jqassar il-passi ta 'sinteżi bi 3 passi meta mqabbel mar-rotta tradizzjonali, u r-rendiment totali jiżdied minn 45% għal 68%.

3. Modifikazzjoni tad-droga kontra-tumur
CDI jista 'jintuża għall-modifika tal-PEGylation ta' mediċini paclitaxel, bħall-igganċjar ta 'mPEG-2000 mal-grupp 2'-hydroxyl ta' paclitaxel permezz ta' CDI, testendi b'mod sinifikanti l-half-life tal-mediċina (minn 2.8 siegħa għal 24 siegħa) u tnaqqas l-immunoġeniċità.

Sinteżi ta'1,1'-Carbonyldiimidazole:

L-imidazole jiġi rreaġit b'phosgene maħlul fil-benżin, l-imidazole hydrochloride fir-reattant jiġi ffiltrat, u l-filtrat jiġi kkonċentrat biex jinkiseb 1,1'- carbonyldiimidazole b'rendiment ta' 91%.

Ferra 200 ml ta' benżin anidru f'lembut koniku ta' 500 ml u iżenu b'tapp. Neħħi t-tapp tal-ħġieġ u installa pajp tad-dħul tal-gass b'filtru tal-qalba tar-ramel fuq il-lembut. Taħt il-protezzjoni tat-temperatura tal-kamra u t-tubu tat-tnixxif, madwar 20g phosgene jiġi introdott f'madwar 1h (il-volum tas-soluzzjoni tal-benżin jiżdied b'madwar 12-16ml). Ipplaggja l-lembut u iżen immedjatament. Il-piż attwali ta 'phosgene huwa 16.55 g (0.167 mole). Għalhekk, l-ammont meħtieġ ta 'imidazole huwa kkalkulat skond il-proporzjon molari ta' phosgene għal imidazole ta '1:4. Imbagħad, installa l-lembut fuq flask bi tliet għonq li jkun fih 45.60g (0.669mol) imidazole u 500ml tetrahydrofuran anidru. Taħt it-tkessiħ u t-taħwid elettromanjetiku, waqqa' s-soluzzjoni tal-benżin tal-fosġene fi żmien 15-30 minuta. Kompli ħawwad għal 15-il minuta, u ħalli joqgħod f'temperatura tal-kamra għal siegħa. F'atmosfera niexfa, neħħi imidazole hydrochloride b'lembut tal-qalba tar-ramel. Il-filtrat kien ikkonċentrat għan-nixfa taħt 40 ~ 50 grad u pressjoni mnaqqsa biex tikseb 24.5g (91%) ta 'kristall bla kulur.

Oqgħod attent! Il-fosġenu huwa tossiku, u din l-operazzjoni għandha titwettaq fil-kappa tad-dħaħen.

1. Mistoqsija: Bħala reaġent ta 'akkoppjar, x'inhuma l-vantaġġi ewlenin tas-CDI meta mqabbla mad-DCC jew EDC tradizzjonali?
L-akbar vantaġġ tas-CDI jinsab fil-fatt li r-reazzjoni tiegħu mill--prodotti huma biss imidazole u dijossidu tal-karbonju, it-tnejn li huma sustanzi volatili jew li jistgħu jitneħħew faċilment b'-tossiċità baxxa, u b'hekk tiġi evitata l-problema li reaġenti bħad-DCC jistgħu jiġġeneraw diffiċli-biex-tneħħija minn-prodotti DCU (). Dan jagħmel il-purifikazzjoni sussegwenti aktar sempliċi u l-purità tal-prodott ogħla, speċjalment adattata għas-sintesi ta 'peptidi jew mediċini li huma sensittivi għall-impuritajiet.

2. Q: Minbarra li jintuża fis-sinteżi ta 'amidi, liema applikazzjonijiet speċjali importanti oħra għandu CDI?
Tweġiba: Applikazzjoni ewlenija hija l-preparazzjoni effiċjenti u ġentili ta 'esteri attivi. CDI l-ewwel jirreaġixxi ma 'aċidi karbossiliċi biex jiffurmaw intermedji acylimidazole attivi ħafna, li jistgħu jirreaġixxu ma' N-hydroxysuccinimide (NHS) u oħrajn biex jiġġeneraw esteri attivi NHS stabbli. Dawn l-esteri attivi jintużaw ħafna fil-konjugazzjoni bijoloġika u l-modifika tal-proteini minħabba l-istabbiltà tajba tagħhom fil-fażi milwiema.

3. Q: Liema prekawzjonijiet ewlenin tas-sigurtà għandhom jittieħdu meta tuża u taħżen is-CDI?
Tweġiba: CDI huwa estremament sensittiv għall-umdità. Meta jiġi f'kuntatt ma 'l-ilma, se idrolizza malajr u jirrilaxxa dijossidu tal-karbonju, li jista' jikkawża żieda fil-pressjoni ġewwa kontenitur issiġillat. Għalhekk, għandu jitħaddem u jinħażen f'atmosfera inerti anidru bħal nitroġenu jew argon. Sadanittant, is-CDI innifsu huwa irritanti ħafna u jista 'jsaddad l-għajnejn, il-ġilda u l-passaġġ respiratorju. Waqt it-tħaddim irid jintlibes tagħmir protettiv xieraq (gogils, ingwanti, fume hoods).

It-tags Popolari: 1,1'-carbonyldiimidazole cas 530-62-1, fornituri, manifatturi, fabbrika, bl-ingrossa, jixtru, prezz, bl-ingrossa, għall-bejgħ