1,1'-carbonDiimidazol, alias N.N'- carbonyl diimidazole, 1,1'- carbonyl diimidazole and carbonyl diimidazole, molecular formula C7H6N4O, CAS 530-62-1, molecular weight 162.15, white crystal, insoluble in water, soluble in alcohol and Ether . carbonyl -diimidazol er en slags forbindelse med stærk reaktivitet. Det kan reagere med-Cooh,-NH2,-Åh og andre funktionelle grupper til at syntetisere mange ketoner, estere, urin og andre forbindelser, der er vanskelige at opnå ved almindelige metoder . For eksempel kan reaktionen med amin syntetisere imidazol -pesticider, mens man undgår anvendelse af stærkt giftigt phosgen, som ikke er let at opbevare og transportere . hovedsageligt anvendt til organisk syntese, pesticium og farmaceutisk mellemprodukter .
|
Kemisk formel |
C7H6N4O |
|
Nøjagtig masse |
162 |
|
Molekylvægt |
162 |
|
m/z |
162 (100.0%), 163 (7.6%), 163 (1.5%) |
|
Elementær analyse |
C, 51.85; H, 3.73; N, 34.55; O, 9.87 |
|
|
|
Som en meget aktiv carbonyleringsreagens,1,1'-carbonDiimidazol(CDI) har vist bred anvendelsesværdi i organisk syntese, biokemi, materialevidenskab og medicin på grund af dens unikke kemiske struktur og reaktionsegenskaber .
The CDI molecule consists of two imidazole rings bridged by a carbonyl group. Its carbonyl group is activated by the strong electron-withdrawing effect of the imidazole ring to form a highly reactive carbon positive center. This structure enables it to react selectively with functional groups containing active hydrogen (such as -COOH, -NH₂, -Oh) til at generere mellemprodukter såsom acylimidazol, carbamoyl imidazol eller ester imidazol . Disse mellemprodukter kan yderligere reagere med nukleofile (såsom aminer, alkoholer, thiols) til dannelse af målprodukter, såsom amider, estere, urin og carbamates .}}}}} dens reaktionskarakteristika inkluderer:
Høj selektivitet: I det primære amin/sekundære amin -sameksistenssystem aktiveres primære aminer fortrinsvis ved stuetemperatur, og dobbeltfunktionel gruppeaktivering kan opnås gennem tilstandsregulering .
Mild reaktionsbetingelser: Ingen stærk syre, stærk base eller høj temperatur er påkrævet, og reaktionen kan afsluttes ved stuetemperatur til 60 grader .
Mellemstabilitet: Den genererede acylimidazol-mellemprodukt kan være stabilt til stede i organiske opløsningsmidler i flere timer, hvilket er praktisk til trin-for-trin-drift .
Ikke-giftigt alternativ: Det kan erstatte meget giftigt phosgen (COCL₂) til syntese af isocyanater og urinstofforbindelser .
1. højeffektiv koblingsmiddel til dannelse af peptidbinding
CDI er et kernereagens i fast fase peptidsyntese (SPP'er) og flydende fase peptidsyntese, og dens virkningsmekanisme inkluderer:
Direkte aktivering af carboxylsyre: reagerer med carboxylgruppen af aminosyrer for at generere acylimidazol, som derefter kondenseres med aminogruppen af en anden aminosyre til dannelse Sammenlignet med den traditionelle DCC/HOBT -metode, mens man reducerer racemiseringssiden .
Regional selective protection: by adjusting the reaction conditions, selective protection of the N-terminus or C-terminus can be achieved. For example, when synthesizing cyclic peptides, CDI can preferentially activate the side chain carboxyl groups to avoid the premature formation of main chain peptide bonds.
Peptidmodifikation og forgrening: Brug af carboxylgrupper, der er aktiveret af CDI, fluorescerende mærker, polyethylenglycol (PEG) eller dendrimer -modifikation kan indføres . for eksempel, fluorescein isothiocyanat (fitc) kobles til Lysine -sidekæden af insulin gennem cdi til at opnå medikamentering af lægemiddelresporing.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} »
2. Protein tværbinding og immobilisering
CDI-medierede tværbindingsreaktioner kan danne nul-længde amidbindinger eller enkelt-carbon-fordelt carbamatbindinger mellem proteinmolekyler:
Enzymimmobilisering: glukoseoxidase (GOX) immobiliseres på overfladen af amino-modificerede magnetiske nanopartikler ved at aktivere carboxylgrupperne gennem CDI . aktivitetsgenvindingshastigheden for det immobiliserede enzym når 92%, og det kan genbruges mere end 10 gange .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
Fremstilling af antistof-antigenkomplekser: Ved syntese af immunoadsorbentmaterialer kan CDI parre protein A til hydroxylerede bærere (såsom agarosegel) for at danne et adsorptionslag med høj affinitet til den specifikke oprensning af IgG i plasma .}
1. syntese af ketoner, ester- og urinstofforbindelser
Syntese af ketoner: CDI reagerer med organometalliske reagenser (såsom grignardreagenser) for effektivt at konstruere ketonskeletter . for eksempel i syntesen af acetophenon, øges cdi -metoden med 12% sammenlignet med den traditionelle acylchloridrute og undgår produktionen af hydrogen chloride {.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
Synthesis of Ester: CDI activates carboxylic acids and condenses them with alcohols to form esters. This method has significant advantages in the synthesis of chiral esters. For example, in the preparation of key intermediates of the antiviral drug oseltamivir, the CDI method can control the enantiomeric excess (ee) to more than 99%.
Ureaforbindelser: CDI reagerer med aminer for at danne carbamoyl imidazol -mellemprodukter, som er yderligere kondenseret med en anden amin til dannelse af urinstof . Denne rute forkorter reaktionstrinnene med 2 trin sammenlignet med phosgen -metoden, når syntetiserende herbicid fluroxypyr, og øger atomic -anvendelsen ved 30%.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
2. ikke-phosgen syntese af isocyanater
CDI reagerer med aminer til dannelse af isocyanater og undgår brugen af stærkt giftigt phosgen . for eksempel, når syntese af polyurethan -råmateriale toluen diisocyanat (TDI), kan CDI -metoden forkorte reaktionstiden fra 8 timer til 2 timer, og produktets renhed når 99 {{. 5%.
3. Konstruktion af heterocykliske forbindelser
CDI kan bruges som en carbonyldonor til at deltage i heterocyklisk syntese:
Imidazolopyridiner: Gennem cykliseringsreaktionen af CDI og 2- aminopyridin kan imidazo [1, 2- a] pyridinskelet med antitumoraktivitet konstrueres effektivt .}
-Lactam Antibiotiske mellemprodukter: CDI reagerer med penicillin V kaliumsalt for at syntetisere 7- aminoocephalosporansyre (7- aca), et nøgleforregning af cephalosporin -antibiotika, med et udbytte steg med 18% sammenlignet med traditionelle kemiske metoder {{}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
1. polymerfunktionalisering
1,1'-carbonDiimidazolKan introducere funktionelle molekyler i polymeroverflader gennem kovalente bindinger:
Biokompatibilitetsmodifikation: På overfladen af polylaktsyre-co-glycolsyre (PLGA) kan CDI parre polyethylenglycol (PEG) eller RGD-peptid, hvilket reducerer immunogeniciteten af materialet og fremmer celleadhæsion . signifikant
Ledende polymermodifikation: På overfladen af polypyrrol (PPY) kan CDI immobilisere glukoseoxidase for at konstruere en meget følsom glukosesensor med en detektionsgrænse så lav som 0 . 1 um.
2. Nanomaterial Surface Engineering
CDI kan opnå præcis funktionalisering af nanopartikler:
Kvantemodifikation: CDI bruges til at parre carboxyleret CDSE -kvanteprikker med amino -antistoffer til konstruktion af fluorescerende immunoprober til påvisning af tumormarkør CA125 med en følsomhed på 0 . 1ng/ml.
Funktionalisering af magnetiske nanopartikler: På overfladen af Fe₃o₄ kan CDI parre folinsyremolekyler for at opnå specifik genkendelse af tumorceller ved målrettede lægemiddelafgivelsessystemer .
1. syntese af antibiotiske mellemprodukter
CDI er uerstattelig i syntesen af -lactam -antibiotika:
Cephalosporin C-sidekædemodifikation: CDI aktiverer carboxylgruppen af cephalosporin C og kan introducere aminothiazol-sidekæder for at konstruere kernestrukturen i tredje generation af cephalosporin .
Penicillin V kaliumsaltkonvertering: CDI kan omdanne penicillin V kaliumsalt til 6- aminopenicillansyre (6- APA) med et udbytte på 95%og undgår anvendelse af meget giftig chloroformat .
2. Key Mellemprodukter af antivirale lægemidler
Når man syntetiserer anti-HIV-lægemidlet efavirenz, kan CDI effektivt konstruere urinstofgruppen i sin kernestruktur, forkorte syntesestrinnene med 3 trin sammenlignet med den traditionelle rute, og det samlede udbytte øges fra 45% til 68% .
3. Anti-tumorlægemiddelmodifikation
CDI kan anvendes til pegyleringsmodifikation af paclitaxel-lægemidler, såsom kobling af MPEG -2000 til 2'-hydroxylgruppen af paclitaxel gennem CDI, hvilket betydeligt strækker sig halveringslivet af lægemidlet (fra 2 . 8 timer til 24 timer) og reducerer immunogeniteten.
Tekniske fordele og industripåvirkning
Green Chemistry attributter:
CDI -reaktionssystemet undgår brugen af giftige reagenser (såsom phosgen og cyanid) og har stor atomøkonomi, opfylder den grønne kemi -standard for E -faktor<10.
Industriel gennemførlighed:
CDI-metoden har opnået produktion på ton-niveau . for eksempel, i syntesen af ceftriaxon-natriummellemprodukter når den årlige produktionskapacitet for et enkelt sæt udstyr 200 tons, og produktionsomkostningerne er 35% lavere end den traditionelle rute .
Tværfaglig integration:
CDI-teknologi fremmer krydsinnovation i organisk syntese, biokemi og materialevidenskab . For eksempel i vævsteknik kan CDI-modificerede stilladsmaterialer samtidig opnå mekanisk understøttelse og biologisk signaltransduktionsfunktioner .}
Syntese af1,1'-carbonDiimidazol:
Imidazolet reageres med phosgen opløst i benzen, imidazolhydrochloridet i reaktanten filtreres, og filtratet er koncentreret til at opnå 1,1'- carbonDiimidazol med et udbytte på 91%.
Hæld 200 ml vandfri benzen i en 500 ml konisk tragt, og vej den med en stopper . Fjern glasstikket og installer et gasindløbsrør med et sandkernefilter på tragt {{6. 1: 4. Installer derefter tragten på en tre halsskolbe, der indeholder 45 . 60g (0 . 669 mol) imidazol og 500 ml vandfri tetrahydrofuran . under afkøling og elektromagnetisk omrøring, dråbe benzenopløsningen af phosgen 15-30 minutter. Fortsæt med at blande i 15 minutter, og lad stå ved stuetemperatur i 1 time. I en tør atmosfære skal du fjerne imidazolhydrochlorid med en sandkerne. Filtratet blev koncentreret til tørhed under 40 ~ 50 grader og reduceret tryk for at opnå 24,5 g (91%) farveløs krystal.
Vær forsigtig! Phosgen er giftig, og denne operation skal udføres i røghætten .
Populære tags: 1,1'-carbondydiimidazol cas 530-62-1, leverandører, producenter, fabrik, engros, køb, pris, bulk, til salg