1,1'- كاربونيلدييميدازول CAS 530-62-1

1,1'-كاربونيلدييميدازول، الاسم المستعار N.N'- كربونيل ثنائي إيميدازول، 1,1'- كربونيل ثنائي إيميدازول وكربونيل ثنائي إيميدازول، الصيغة الجزيئية C7H6N4O، CAS 530-62-1، الوزن الجزيئي 162.15، بلورة بيضاء، غير قابل للذوبان في الماء، قابل للذوبان في الكحول والأثير. كاربونيل دييميدازول هو نوع من المركبات ذات التفاعل القوي. يمكن أن تتفاعل مع^-كوه،^-NH2,^-OH والمجموعات الوظيفية الأخرى لتجميع العديد من الكيتونات والإسترات واليوريا والمركبات الأخرى التي يصعب الحصول عليها بالطرق الشائعة. على سبيل المثال، يمكن للتفاعل مع الأمين تصنيع مبيدات إيميدازول الحشرية، مع تجنب استخدام غاز الفوسجين عالي السمية والذي ليس من السهل تخزينه ونقله. تستخدم أساسا للتوليف العضوي والمبيدات الحشرية والوسائط الصيدلانية.

باعتباره كاشف كربونيل نشط للغاية،1,1'-كاربونيلدييميدازول(CDI) أظهر قيمة تطبيقية واسعة في التخليق العضوي والكيمياء الحيوية وعلوم المواد والطب نظرًا لتركيبه الكيميائي الفريد وخصائص التفاعل.

1. آلية التفاعل الأساسية والخصائص الكيميائية

 

يتكون جزيء CDI من حلقتين من الإيميدازول تربطهما مجموعة كربونيل. يتم تنشيط مجموعة الكربونيل الخاصة بها بواسطة تأثير سحب الإلكترون القوي - لحلقة إيميدازول لتكوين مركز إيجابي عالي الكربون متفاعل. يمكّنه هذا الهيكل من التفاعل بشكل انتقائي مع المجموعات الوظيفية التي تحتوي على الهيدروجين النشط (مثل -COOH، -NH₂، -OH) لتوليد مواد وسيطة مثل أسيل إيميدازول، كاربامويل إيميدازول أو إستر إيميدازول. يمكن أن تتفاعل هذه الوسائط أيضًا مع النيوكليوفيلات (مثل الأمينات والكحولات والثيول) لتكوين منتجات مستهدفة مثل الأميدات والإسترات واليوريا والكربامات. وتشمل خصائص رد الفعل ما يلي:

 

 

انتقائية عالية: في نظام التعايش بين الأمين الأولي والأمين الثانوي، يتم تنشيط الأمينات الأولية بشكل تفضيلي في درجة حرارة الغرفة، ويمكن تحقيق تنشيط المجموعة الوظيفية المزدوجة من خلال تنظيم الحالة.

ظروف التفاعل الخفيفة: لا يلزم وجود حمض قوي أو قاعدة قوية أو درجة حرارة عالية، ويمكن إكمال التفاعل عند درجة حرارة الغرفة إلى 60 درجة.
الاستقرار المتوسط: يمكن أن يكون أسيل إيميدازول الوسيط الناتج موجودًا بشكل ثابت في المذيبات العضوية لعدة ساعات، وهو مناسب للتشغيل خطوة بخطوة-بواسطة-.
بديل غير سام-: يمكن أن يحل محل غاز الفوسجين عالي السمية (COCl₂) لتخليق الأيزوسيانات ومركبات اليوريا.

2. دور رئيسي في تخليق الببتيد والبروتين

 

1. عامل اقتران عالي الكفاءة- لتكوين رابطة الببتيد
CDI هو كاشف أساسي في تخليق الببتيد في الطور الصلب (SPPS) وتخليق الببتيد في الطور السائل، وتتضمن آلية عمله ما يلي:
التنشيط المباشر للحمض الكربوكسيلي: يتفاعل مع مجموعة الكربوكسيل من الأحماض الأمينية لينتج أسيل إيميدازول، والذي يتكثف بعد ذلك مع المجموعة الأمينية لحمض أميني آخر لتكوين رابطة ببتيدية. على سبيل المثال، في تركيب الببتيد المضاد للميكروبات LL-37، يمكن لطريقة اقتران CDI زيادة العائد بنسبة 15%-20% مقارنة بالطريقة التقليدية DCC/HOBt، مع تقليل التفاعل الجانبي للسباق.
الحماية الانتقائية الإقليمية: من خلال ضبط ظروف التفاعل، يمكن تحقيق الحماية الانتقائية للطرف N- أو الطرف C-. على سبيل المثال، عند تصنيع الببتيدات الحلقية، يمكن لـ CDI تنشيط مجموعات الكربوكسيل ذات السلسلة الجانبية بشكل تفضيلي لتجنب التكوين المبكر لروابط الببتيد ذات السلسلة الرئيسية.

 

تعديل الببتيد والتفرع: باستخدام مجموعات الكربوكسيل التي يتم تنشيطها بواسطة CDI، يمكن إدخال ملصقات الفلورسنت أو البولي إيثيلين جلايكول (PEG) أو تعديل الديندريمر. على سبيل المثال، يقترن إيزوثيوسيانات الفلورسين (FITC) بسلسلة ليسين الجانبية للأنسولين من خلال CDI لتحقيق تصور تتبع الدواء.

2. الارتباط المتبادل للبروتينات-وتثبيتها
يمكن أن تشكل تفاعلات الارتباط المتقاطع بوساطة CDI--روابط أميد صفر-طول أو روابط كربامات مفردة-متباعدة بين جزيئات البروتين:
تثبيت الإنزيم: يتم تثبيت أوكسيديز الجلوكوز (GOx) على سطح الجسيمات النانوية المغناطيسية المعدلة -من خلال تنشيط مجموعات الكربوكسيل من خلال CDI. يصل معدل استعادة نشاط الإنزيم المثبت إلى 92%، ويمكن إعادة استخدامه أكثر من 10 مرات.
تحضير مجمعات المستضد- للأجسام المضادة: في تصنيع المواد الممتزة المناعية، يمكن لـ CDI ربط البروتين A بالحاملات الهيدروكسيلية (مثل هلام الاغاروز) لتكوين طبقة امتصاص متقاربة عالية- للتنقية المحددة لـ IgG في البلازما.

3. تطبيقات متعددة الوظائف في التخليق العضوي

 

1. تخليق مركبات الكيتونات والإستر واليوريا
تخليق الكيتونات: يتفاعل CDI مع الكواشف المعدنية العضوية (مثل كواشف غرينيارد) لبناء هياكل الكيتون بكفاءة. على سبيل المثال، في تخليق الأسيتوفينون، تزيد طريقة CDI المحصول بنسبة 12% مقارنةً بمسار كلوريد الأسيل التقليدي وتتجنب توليد كلوريد الهيدروجين.
تخليق الإستر: يقوم CDI بتنشيط الأحماض الكربوكسيلية وتكثيفها بالكحولات لتكوين الاسترات. تتمتع هذه الطريقة بمزايا كبيرة في تركيب الاسترات اللولبية. على سبيل المثال، في تحضير المواد الوسيطة الرئيسية لعقار أوسيلتاميفير المضاد للفيروسات، يمكن لطريقة CDI التحكم في الفائض التماثلي (ee) إلى أكثر من 99%.
مركبات اليوريا: يتفاعل CDI مع الأمينات لتكوين مركبات كاربامويل إيميدازول الوسيطة، والتي يتم تكثيفها بشكل أكبر مع أمين آخر لتكوين اليوريا. يؤدي هذا الطريق إلى تقصير خطوات التفاعل بمقدار خطوتين مقارنة بطريقة الفوسجين عند تصنيع مبيد الأعشاب فلوروكسيبير، ويزيد من الاستخدام الذري بنسبة 30%.

 

2. تخليق الإيزوسيانات غير الفوسجينية
يتفاعل CDI مع الأمينات لتكوين الإيزوسيانات، مما يتجنب استخدام غاز الفوسجين شديد السمية. على سبيل المثال، عند تصنيع المادة الخام من مادة البولي يوريثين التولوين ثنائي إيزوسيانات (TDI)، يمكن لطريقة CDI تقصير وقت التفاعل من 8 ساعات إلى ساعتين، ونقاء المنتج يصل إلى 99.5٪.

3. بناء المركبات الحلقية غير المتجانسة
يمكن استخدام CDI كمانح للكربونيل للمشاركة في تخليق الحلقات غير المتجانسة:

إيميدازولوبيريدين: من خلال تفاعل التدوير لـ CDI و2-أمينوبيريدين، يمكن بناء هيكل إيميدازو[1،2-أ]بيريدين ذو النشاط المضاد للأورام بكفاءة.
-وسيط المضادات الحيوية لاكتام: يتفاعل CDI مع ملح البوتاسيوم البنسلين V لتصنيع حمض 7-أمينوسيفالوسبورانيك (7-ACA)، وهو وسيط رئيسي للمضادات الحيوية من السيفالوسبورين، مع زيادة الإنتاجية بنسبة 18% مقارنة بالطرق الكيميائية التقليدية.

4. تكنولوجيا تعديل الأسطح في علم المواد

 

1. وظائف البوليمر
1,1'-كاربونيلدييميدازوليمكن إدخال جزيئات وظيفية في أسطح البوليمر من خلال الروابط التساهمية:

تعديل التوافق الحيوي: على سطح حمض البوليلاكتيك - co- حمض الجليكوليك (PLGA)، يمكن لـ CDI اقتران البولي إيثيلين جلايكول (PEG) أو الببتيد RGD، مما يقلل بشكل كبير من مناعة المادة ويعزز التصاق الخلايا.

تعديل البوليمر الموصل: على سطح بولي بيرول (PPy)، يمكن لـ CDI تثبيت أوكسيديز الجلوكوز لبناء مستشعر جلوكوز حساس للغاية مع حد اكتشاف منخفض يصل إلى 0.1 ميكرومتر.

 

2. هندسة أسطح المواد النانوية
يمكن لـ CDI تحقيق التشغيل الدقيق للجسيمات النانوية:

تعديل النقطة الكمومية: يتم استخدام CDI لإقران النقاط الكمومية الكربوكسيلية CdSe مع الأجسام المضادة الأمينية لبناء مناعة الفلورسنت للكشف عن علامة الورم CA125 بحساسية 0.1 نانوغرام / مل.

تفعيل الجسيمات النانوية المغناطيسية: على سطح Fe₃O₄، يمكن لـ CDI أن يقرن جزيئات حمض الفوليك لتحقيق التعرف المحدد على الخلايا السرطانية عن طريق أنظمة توصيل الدواء المستهدفة.

5. الوسطيات الصيدلانية وتركيب الأدوية

 

1. تخليق المضادات الحيوية الوسيطة
لا يمكن استبدال CDI في تركيب -المضادات الحيوية اللاكتامية:

تعديل السلسلة الجانبية للسيفالوسبورين C: يقوم CDI بتنشيط مجموعة الكربوكسيل من السيفالوسبورين C، ويمكنه إدخال سلاسل جانبية أمينوثيازول لبناء البنية الأساسية للجيل الثالث- من السيفالوسبورين.
تحويل ملح البوتاسيوم البنسلين V: يمكن لـ CDI تحويل ملح البوتاسيوم البنسلين V إلى حمض 6 أمينوبنسيلانيك (6-APA) بإنتاجية 95٪، وتجنب استخدام الكلوروفورمات شديدة السمية.

 

2. المواد الوسيطة الرئيسية للأدوية المضادة للفيروسات
عند تصنيع عقار efavirenz المضاد لفيروس نقص المناعة البشرية-، يمكن لـ CDI بناء مجموعة اليوريا في بنيتها الأساسية بكفاءة، مما يؤدي إلى تقصير خطوات التركيب بمقدار 3 خطوات مقارنة بالمسار التقليدي، ويتم زيادة العائد الإجمالي من 45% إلى 68%.

3. تعديل الأدوية المضادة للورم-.
يمكن استخدام CDI لتعديل PEGylation لأدوية باكليتاكسيل، مثل اقتران mPEG-2000 بمجموعة الهيدروكسيل 2'- من باكليتاكسيل من خلال CDI، مما يؤدي إلى إطالة عمر النصف للدواء بشكل كبير (من 2.8 ساعة إلى 24 ساعة) وتقليل المناعة.

توليف1,1'-كاربونيلدييميدازول:

يتفاعل الإيميدازول مع الفوسجين المذاب في البنزين، ويتم ترشيح هيدروكلوريد الإيميدازول الموجود في المادة المتفاعلة، ويتم تركيز المرشح للحصول على 1,1'- كربونيل دييميدازول بإنتاجية 91%.

صب 200 مل من البنزين اللامائي في قمع مخروطي سعة 500 مل وقم بوزنه بسدادة. قم بإزالة السدادة الزجاجية وقم بتركيب أنبوب مدخل الغاز مع مرشح الرمل الأساسي على القمع. تحت حماية درجة حرارة الغرفة وأنبوب التجفيف، يتم إدخال حوالي 20 جم من الفوسجين في حوالي ساعة واحدة (يزيد حجم محلول البنزين بحوالي 12-16 مل). قم بتوصيل القمع ووزنه على الفور. الوزن الفعلي للفوسجين هو 16.55 جم (0.167 مول). لذلك، يتم حساب الكمية المطلوبة من الإيميدازول وفقًا للنسبة المولية للفوسجين إلى الإيميدازول البالغة 1:4. بعد ذلك، قم بتركيب القمع على دورق ثلاثي الأعناق يحتوي على 45.60 جرام (0.669 مول) إيميدازول و500 مل رباعي هيدروفوران لا مائي. تحت التبريد والتحريك الكهرومغناطيسي، قم بإسقاط محلول البنزين من الفوسجين خلال 15-30 دقيقة. استمر في الخلط لمدة 15 دقيقة، واتركه في درجة حرارة الغرفة لمدة ساعة واحدة. في جو جاف، قم بإزالة إيميدازول هيدروكلوريد باستخدام قمع رملي. تم تركيز ناتج الترشيح حتى يجف عند درجة حرارة أقل من 40 إلى 50 درجة وخفض الضغط للحصول على 24.5 جم (91%) من البلورات عديمة اللون.

احرص! الفوسجين مادة سامة، ويجب إجراء هذه العملية في غطاء الدخان.

1. سؤال: ككاشف اقتران، ما هي المزايا الرئيسية لـ CDI مقارنة بـ DCC أو EDC التقليدي؟
أكبر ميزة لـ CDI تكمن في حقيقة أن تفاعلها مع-المنتجات يتكون فقط من الإيميدازول وثاني أكسيد الكربون، وكلاهما مواد متطايرة أو قابلة للإزالة بسهولة ومنخفضة السمية-، وبالتالي تجنب مشكلة أن الكواشف مثل DCC قد تولد صعوبة-إزالة-المنتجات بواسطة-المنتجات (مثل DCU). وهذا يجعل التنقية اللاحقة أبسط ونقاء المنتج أعلى، ومناسب بشكل خاص لتخليق الببتيدات أو الأدوية الحساسة للشوائب.

2. س: إلى جانب استخدامه في تركيب الأميدات، ما هي التطبيقات الخاصة المهمة الأخرى التي يمتلكها CDI؟
الإجابة: التطبيق الرئيسي هو التحضير الفعال واللطيف للإسترات النشطة. يتفاعل CDI أولاً مع الأحماض الكربوكسيلية لتكوين وسيط أسيليميدازول نشط للغاية، والذي يمكن أن يتفاعل مع N-hydroxysuccinimide (NHS) وغيره لتوليد استرات نشطة مستقرة تابعة لـ NHS. تستخدم هذه الاسترات النشطة على نطاق واسع في الاقتران البيولوجي وتعديل البروتين بسبب ثباتها الجيد في الطور المائي.

3. س: ما هي احتياطات السلامة الأساسية التي يجب اتخاذها عند استخدام وتخزين CDI؟
الإجابة: CDI حساس للغاية للرطوبة. عندما يتلامس مع الماء، فإنه يتحلل بسرعة ويطلق ثاني أكسيد الكربون، مما قد يسبب زيادة في الضغط داخل حاوية مغلقة. ولذلك، يجب تشغيله وتخزينه في جو خامل لا مائي مثل النيتروجين أو الأرجون. وفي الوقت نفسه، يعتبر CDI نفسه مزعجًا للغاية ويمكن أن يؤدي إلى تآكل العينين والجلد والجهاز التنفسي. يجب ارتداء معدات الحماية المناسبة (النظارات الواقية والقفازات وأغطية الدخان) أثناء التشغيل.

الوسم : 1,1'-carbonyldiimidazole cas 530-62-1، الموردين، الشركات المصنعة، مصنع، بالجملة، شراء، السعر، بالجملة، للبيع