4- كلوروبيرازولهو مركب عضوي مع CAS 15878-00-9 والصيغة الجزيئية C3H3ClN2. أبيض إلى مسحوق أبيض رمادي، وهي حالة فيزيائية شائعة. غير قابل للذوبان في الماء، ولكنه قابل للذوبان في معظم المذيبات العضوية مثل الكحول والإيثرات والكيتونات والإسترات وغيرها. وهذه الخاصية تجعله مذيبًا جيدًا لبعض التفاعلات الكيميائية. في كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة، يُظهر 4 كلوروبرازول عادةً بقعة واحدة، مما يشير إلى نقائه العالي. تتراوح قيمة التردد الراديوي (التي تمثل حركة المادة بين الطور الثابت والمتحرك) عادة بين 0.2 و0.3. باعتباره مركبًا حلقيًا مكونًا من خمسة أعضاء يحتوي على الكلور والنيتروجين، فإن 4 كلوروبيرازول لديه ثبات كيميائي معين. لا يتأكسد أو يختزل بسهولة، لكن يمكن أن يتفاعل مع كواشف معينة في ظل ظروف معينة. على سبيل المثال، يمكن أن يخضع لتفاعل التعادل مع هيدروكسيدات الفلزات القلوية أو الأحماض، مما يؤدي إلى توليد الأملاح المقابلة والمياه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يخضع أيضًا لتفاعلات الاستبدال النيوكليوفيلية مع بعض المركبات العضوية، مما يؤدي إلى توليد منتجات بديلة تحتوي على ذرات الكلور. يمكن استخدامه في مواد البوليمر مثل المطاط الصناعي والبلاستيك والألياف.
|
|
|
|
C.F |
C3H3ClN2 |
|
E.M |
102 |
|
M.W |
103 |
|
m/z |
102 (100.0%), 104 (32.0%), 103 (3.2%), 105 (1.0%) |
|
E.A |
ج، 35.15؛ ح، 2.95؛ الكلورين، 34.58؛ ن، 27.33 |
4-كلوروبايرازولهو مادة كيميائية وسيطة هامة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات، وخاصة في الكيمياء الصيدلانية، وتطوير المبيدات الحشرية، والتفاعلات التحفيزية، وذلك بسبب هيكل حلقة البيرازول الفريد وبدائل الكلور.
الخصائص الأساسية وطرق التوليف
وهو مركب عضوي يحتوي على بنية البيرازول، مع الصيغة الجزيئية C4H3ClN2. يتكون الهيكل من حلقة البيرازول (حلقة نيتروجين حلقية غير متجانسة مكونة من خمسة أعضاء) وذرة الكلور الموجودة في الموضع الرابع من الحلقة. إنه يتمتع بثبات جيد وخصائص كيميائية فريدة، مما يجعله يستخدم على نطاق واسع في مجالات متعددة.
هناك العديد من طرق التوليف، بما في ذلك طريقة كلوريد البيرازول، وطريقة التفاعل المهلجنة، وطريقة الكلورة الكهربية، وطريقة كلوريد الأمونيوم. ولكل من هذه الطرق مزاياها وعيوبها، ويتطلب اختيار طريق التوليف المناسب دراسة شاملة لعوامل مثل توافر المواد الخام، والتحكم في ظروف التفاعل، ونقاء المنتجات، والتأثيرات البيئية أثناء الإنتاج.
التطبيقات المحتملة في مجال التوابل
على الرغم من أن تطبيقه المباشر في مجال التوابل محدود نسبيًا، إلا أن إمكاناته في التركيب الكيميائي والتعديل توفر أفكارًا جديدة لتطوير التوابل.
(1) وسيط لتركيب التوابل
كمركب يحتوي على بنية البيرازول، فإنه يتمتع بنشاط بيولوجي محتمل واستقرار كيميائي، مما يجعله وسيطًا مهمًا في تركيب التوابل. من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية مثل الأسترة والأمين والألكلة، يمكن تحويل 4-كلوروبيرازول إلى مركبات ذات روائح محددة. قد يكون لهذه المركبات خصائص رائحة فريدة ويمكن استخدامها لتحضير العديد من التوابل والجوهر.
على سبيل المثال، من خلال تفاعلات الأسترة، يمكن تكوين الاسترات عن طريق التفاعل مع مركبات الكحول، والتي تظهر عادةً خصائص رائحة مختلفة مثل روائح الفواكه أو الأزهار أو العشبية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتفاعل 4-كلوروبيرازول أيضًا مع مركبات الأمين لتكوين مركبات أميد من خلال تفاعلات الأمين، والتي قد يكون لها روائح أكثر تعقيدًا وثباتًا.
(2) معدل التوابل
بالإضافة إلى استخدامه كوسيط اصطناعي، يمكن استخدامه أيضًا كمعدل للعطر. من خلال إدخال الهياكل، يمكن تغيير خصائص الرائحة وثبات التوابل الأصلية. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تفاعله مع بعض مركبات التوابل إلى توليد مركبات ذات خصائص رائحة جديدة، والتي قد تحتوي على روائح أكثر ثراءً أو فريدة من نوعها.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي إدخاله أيضًا إلى تحسين استقرار التوابل. نظرًا لثباته الكيميائي الممتاز، فإنه يمكن أن يساعد في حماية جزيئات التوابل من العوامل الضارة مثل الأكسدة والتحلل المائي، وبالتالي إطالة العمر الافتراضي وعمر الخدمة للتوابل.
(3) حاملة التوابل
ويمكن استخدامه أيضًا كحامل للتوابل. بسبب قابليته للذوبان والتشتت، يمكنه توزيع جزيئات العطر بالتساوي في الناقل، وبالتالي تحسين كفاءة الإطلاق واستمرارية العطور. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي إدخاله أيضًا إلى تحسين الأداء الحسي للتوابل، مما يجعلها أكثر حساسية ونعومة وطويلة الأمد-.
أمثلة تطبيقية في مجال البهارات
ونظرًا للأمثلة المحددة المحدودة لتطبيقه في مجال التوابل، ستعتمد المناقشات الافتراضية التالية على خواصه الكيميائية وتطبيقاته المحتملة. تهدف هذه الأمثلة إلى توضيح التطبيقات والتأثيرات المحتملة لـ4-كلوروبايرازولفي مجال العطور .
(1) تركيب جوهر الفاكهة
بافتراض أننا بحاجة إلى تصنيع خلاصة ذات رائحة فاكهة قوية، يمكننا التفكير في استخدامها كوسيط اصطناعي. أولاً، يمكننا استرته بمركب كحولي برائحة الفواكه لإنتاج مركبات إستر برائحة الفواكه. بعد ذلك، يمكننا خلط وتحضير مركب الإستر هذا مع مركبات النكهة الأخرى، وأخيرًا نحصل على الجوهر برائحة الفاكهة الغنية.
على سبيل المثال، يمكننا استرته بالبيوتانول لإنتاج 4-كلوروبيرازول بوتيرات. قد يكون لمركب الإستر هذا خصائص رائحة مشابهة للموز أو التفاح. بعد ذلك، يمكننا مزج مركب الإستر هذا مع السترال والجيرانيول ومركبات النكهة الأخرى للحصول على جوهر برائحة الفاكهة القوية.
(2) تعديل جوهر الأزهار
لنفترض أننا بحاجة إلى تعديل جوهر الأزهار الموجود لتحسين خصائص رائحته ومتانته. يمكننا أن نفكر في استخدامه كمعدل. أولاً، يمكننا تفاعله مع بعض مكونات جوهر الزهرة لإنتاج مركبات ذات خصائص عطرية جديدة. بعد ذلك، يمكننا مزج هذه المركبات التي تم إنشاؤها حديثًا مع جوهر الأزهار الأصلي، وأخيراً الحصول على جوهر الأزهار المعدل.
على سبيل المثال، يمكننا تفاعله مع فينيل إيثانول لإنتاج 4-كلوروبيرازول فينيثيل إستر. قد يكون لهذا المركب خصائص رائحة مشابهة للياسمين أو الورد. بعد ذلك، يمكننا مزج هذا المركب مع خلاصة الأزهار الأصلية لتحسين خصائص الرائحة وثبات الجوهر.
(3) تطوير ناقلات التوابل
بافتراض أننا بحاجة إلى تطوير نوع جديد من حاملات التوابل لتحسين كفاءة إطلاق واستمرارية التوابل. يمكننا التفكير في استخدامه كأحد المكونات الرئيسية للناقل. أولاً، يمكننا مزجها وتفاعلها مع مادة حاملة مناسبة (مثل الدكسترين الحلقي، والبوليمر، وما إلى ذلك) لإنشاء مادة حاملة ذات بنية محددة. بعد ذلك، يمكننا مزج هذه المادة الحاملة وامتصاصها مع جزيئات العطر للحصول في النهاية على منتجات عطرية ذات إطلاق وثبات فعالين.
على سبيل المثال، يمكننا تفاعله مع - سيكلوديكسترين لتوليد - سيكلودكسترين المعدل. قد يكون لهذا الدكسترين الحلقي المعدل خصائص أفضل للامتصاص والإطلاق. بعد ذلك، يمكننا مزج وامتصاص هذا الدكسترين الحلقي المعدل مع جزيئات العطر للحصول في النهاية على منتج عطر يتمتع بفعالية وثبات.
فيما يلي طرق التوليف المختبرية الشائعة لـ4-كلوروبايرازول:
الطريقة الأولى:
H2N بيرازول + Cl- → C3H3كلن2
من بينها، يمثل H2N بيرازول البيرازول، ويمثل Cl - كلوريد الصوديوم.
تحضير الكواشف المطلوبة: البيرازول، كلوريد الصوديوم، حمض الكبريتيك، والماء.
يخلط البيرازول وكلوريد الصوديوم معًا، ثم تضاف كمية مناسبة من حامض الكبريتيك والماء، ويقلب الخليط بالتساوي.
تسخين الخليط إلى درجة حرارة مناسبة، والتفاعل لمدة معينة، ومن ثم استخدام TLC للكشف عن عملية التفاعل. عندما تختفي نقاط المادة الخام، توقف عن التسخين.
أضف كمية مناسبة من الماء، واضبط الرقم الهيدروجيني إلى متعادل بمحلول هيدروكسيد الصوديوم، ثم استخرجه بالأثير.
يتم تجفيف محلول الاستخلاص باستخدام كبريتات الصوديوم اللامائية، ثم ترشيحه، ثم تجفيف المذيب للحصول على المنتج الخام.
تنقية باستخدام عمود هلام السيليكا اللوني للحصول على المنتج النقي.
الطريقة الثانية:
C3H4N2يا + كل- → C3H3كلن2 + H2O
من بينها، 4-OH Pyrazole يمثل 4-hydroxypyrazole، Cl - يمثل عامل الكلورة، وH2O يمثل الماء.
تحضير الكواشف المطلوبة: 4-هيدروكسي بيرازول، عوامل الكلورة (مثل كلوريد الصوديوم أو كلوريد البوتاسيوم)، المذيبات العضوية (مثل الأثير أو الكلوروفورم).
امزج 4-هيدروكسي بيرازول مع عامل الكلورة، وأضف كمية مناسبة من المذيب العضوي، وحركه بالتساوي.
تسخين الخليط إلى درجة حرارة مناسبة، والتفاعل لمدة معينة، ومن ثم استخدام TLC للكشف عن عملية التفاعل. عندما تختفي نقاط المادة الخام، توقف عن التسخين.
أضف كمية مناسبة من الماء، واضبط الرقم الهيدروجيني إلى متعادل بمحلول هيدروكسيد الصوديوم، ثم استخرجه بالأثير.
يتم تجفيف محلول الاستخلاص باستخدام كبريتات الصوديوم اللامائية، ثم ترشيحه، ثم تجفيف المذيب للحصول على المنتج الخام.
تنقية باستخدام عمود هلام السيليكا اللوني للحصول على المنتج النقي.
أصبح البيرازول، باعتباره نيتروجين مكونًا من خمسة أعضاء-يحتوي على مركب حلقي غير متجانس، نقطة بحث هامة في كيمياء الحلقات غير المتجانسة منذ تركيبه الأول في أواخر القرن التاسع عشر نظرًا لنشاطه البيولوجي الفريد وقدرته على التنسيق. إن اكتشاف وتحسين مشتقات البيرازول المكلورة (مثل 4-كلوروبيرازول) لم يشجع فقط على تطوير الكيمياء الطبية، ولكنه أظهر أيضًا قيمة كبيرة في مجالات مثل علم المواد والكيمياء التنسيقية.
في عام 1883، قام الكيميائي الألماني لودفيج كنور بتصنيع مشتقات البيرازول لأول مرة عن طريق تكثيف الفينيل هيدرازين مع أسيتوسيتات الإيثيل (Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1883)، مما وضع الأساس لتخليق الحلقات غير المتجانسة. تفتقر تفاعلات كلورة البيرازول المبكرة إلى الانتقائية وغالبًا ما تؤدي إلى 3,4,5-خلائط مستبدلة بثلاثي كلورو
في عام 1910، حاول فريق فرنسي معالجة البيرازول مباشرة بغاز الكلور، ولكن بسبب تفاعل عنيف، تحلل المنتج ولم يتم عزل سوى كمية ضئيلة من المركب أحادي الكلور.
في عام 1936، اقترح الكيميائي البريطاني روبرت روبنسون نظرية التأثيرات الإلكترونية، مشيرًا إلى أن الموضع الرابع للبيرازول أكثر عرضة للهجمات الكهربية بسبب تأثير سحب الإلكترون لذرة النيتروجين.
In 1952, a US team used thionyl chloride (SO ₂ Cl ₂) to react at 0 ° C and for the first time obtained 4-chloropyrazole with high selectivity (>80٪). باستخدام الالتقاط الوسيط - للكشف عن وجود ملح N- كلوروبيرازوليوم بواسطة الرنين المغناطيسي النووي، مما يؤكد أن أيونات الكلوريد تهاجم بشكل تفضيلي موضع 4 كربون. إن إضافة الكمية الحفزية من DMF في التحكم في التفاعل الجانبي يمكن أن يمنع المنتجات الثانوية متعددة الكلور
في عام 1969، طورت شركة فايزر عقار البيرازول المضاد للالتهاب-فينيل بوتازون باستخدام 4-كلوروبيرازول كمقدمة
في الثمانينات، أدى التعديل بالكلور 4 إلى تحسين ملحوظ في اختراق غشاء أدوية السلفوناميد
في عام 1995، تم استخدام 4-كلوروبايرازول كمركب ترابطي لبناء أول إطار عضوي عضوي يعتمد على البيرازول مع أيونات النحاس. أظهر مجمع البلاديوم أداءً ممتازًا في اقتران سوزوكي
في عام 2015، طور فريق ياباني طريقة كهروكيميائية خالية من المذيبات-بمعدل استخدام ذري يصل إلى 95%
في عام 2020، حقق تعديل الإنزيمات المهلجنة كلورة 4 محددة
الوسم : 4-كلوروبيرازول كاس 15878-00-9، الموردين، الشركات المصنعة، مصنع، بالجملة، شراء، السعر، بالجملة، للبيع