4-نيتروكينولين ن-أكسيد(4-NQO) هو مركب عضوي له الصيغة الكيميائية C9H6N2O4، CAS 56-57-5، ويظهر على شكل مادة صلبة صفراء فاتحة إلى صفراء. يمكن أن يذوب في المذيبات العضوية مثل حمض الأسيتيك والأسيتون والكلوروفورم وثنائي كلورو ميثان، ولكنه غير قابل للذوبان في الماء. يحتوي هذا المركب على بنية جزيئية معقدة، بما في ذلك مجموعة أكسيد النيتروجين ومجموعة الكينولين. يوجد بديلان للنيترو في الجزيء، يقعان في المواضع 4 وN لحلقة الكينولين. يتم تصنيعه من خلال طرق مختلفة، مثل تفاعل الديازوتة، وتفاعل الأكسدة، وما إلى ذلك. أحد طرق التخليق الشائعة هو استخدام 4-هيدروكسي كينولين كمادة خام، وإدخال مجموعات النيترو من خلال تفاعل الديازوتة، ثم الأكسدة باستخدام مادة مؤكسدة للحصول على المركب المستهدف. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا تحضير المركب عن طريق النترات المباشرة للكينولين. لديها مجموعة واسعة من التطبيقات والتطبيقات، بما في ذلك البحث عن الأدوية المضادة للسرطان، والأصباغ الفلورية، والمحسسات الضوئية، والوسائط الاصطناعية، والكواشف التحليلية، وأدوات البحث للجزيئات النشطة بيولوجيا.
|
|
|
|
الصيغة الكيميائية |
C9H6N2O3 |
|
الكتلة الدقيقة |
190 |
|
الوزن الجزيئي |
190 |
|
m/z |
190 (100.0%), 191 (9.7%) |
|
التحليل العنصري |
C, 56.85; H, 3.18; N, 14.73; O, 25.24 |
4-نيتروكينولين ن-أكسيدهي مادة كيميائية شائعة الاستخدام في أبحاث السمية الوراثية، ولها آليات عمل وتطبيقات متعددة.
1. الدراسات المسرطنة:
يستخدم 4-NQO على نطاق واسع في دراسة التأثيرات المسببة للسرطان. وهو مادة مسرطنة قوية يمكن أن تحفز تكوين الورم في مختلف النماذج الحيوانية والخلايا البشرية. في عملية دراسة التأثيرات المسببة للسرطان، غالبًا ما يستخدم 4-NQO كمركب نموذجي لدراسة آلية تحفيز الأورام وتأثيراته التآزرية مع المركبات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام 4-NQO لاستكشاف الآليات الجزيئية لحدوث الورم والبحث عن استراتيجيات علاج فعالة.
2. بحث حول تنظيم التعبير الجيني:
يمكن أن يؤثر 4-NQO على عملية تنظيم التعبير الجيني، وذلك بشكل رئيسي من خلال الارتباط بالحمض النووي والتأثير على نشاط عامل النسخ. في أبحاث تنظيم التعبير الجيني، يتم استخدام 4-NQO كمركب نموذجي لدراسة الآليات التنظيمية والعوامل المؤثرة في التعبير الجيني. باستخدام 4-NQO لعلاج الخلايا أو الأنسجة، يمكن للباحثين دراسة التغيرات في التعبير الجيني وعلاقته بتطور الورم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام 4-NQO لفحص وتقييم التأثيرات المحتملة للأدوية أو المركبات الأخرى على التعبير الجيني.
3. أبحاث نقل الإشارة:
4- يمكن أن يؤثر NQO على مسارات نقل الإشارة المختلفة، بما في ذلك MAPK وPI3K/Akt وNF- κ Class B. في أبحاث نقل الإشارة، يتم استخدام 4-NQO كمركب أداة للتحقيق في آليات وتنظيم نقل الإشارة. باستخدام 4-NQO لعلاج الخلايا أو الأنسجة، يمكن للباحثين التحقق من تنشيط مسارات نقل الإشارة وعلاقتها بتطور الورم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام 4-NQO لفحص وتقييم التأثيرات المحتملة للأدوية أو المركبات الأخرى على نقل الإشارة.
4. أبحاث السمية المناعية:
4-NQO له سمية مناعية معينة ويمكن أن يؤثر على نشاط ووظيفة الخلايا المناعية. في دراسات السمية المناعية، يتم استخدام 4-NQO كمركب نموذجي لدراسة التغيرات وتنظيم الجهاز المناعي. باستخدام 4-NQO لعلاج الخلايا المناعية أو الحيوانات بأكملها، يمكن للباحثين دراسة موت الخلايا المبرمج، وتنشيط الخلايا المناعية وعلاقتها بتطور الورم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام 4-NQO لفحص وتقييم الأدوية المناعية المحتملة أو المركبات الأخرى لتأثيرها على الجهاز المناعي.
4-يعد نيتروكينولين N-أكسيد (4-NQO) مادة كيميائية مهمة تلعب دورًا حاسمًا في أبحاث السمية الوراثية. ليس لديه آليات عمل متعددة فحسب، بل يستخدم أيضًا على نطاق واسع في مجالات مثل أبحاث السرطان، والتوليف العضوي، وتطوير الأدوية.
الخصائص الكيميائية
وهو مركب عضوي له الصيغة الجزيئية C9H6N2O3 ووزن جزيئي يبلغ حوالي 190.16 (أدبيات مختلفة قليلاً، مثل 192.1636). يوجد عادة على شكل بلورات أو مساحيق صفراء إلى بنية، مع نقطة انصهار عالية (154-156 درجة مئوية) ونقطة غليان (387.64 درجة مئوية). بالإضافة إلى ذلك، تبلغ كثافة 4-NQO حوالي 1.42 جم/سم ³، ويبلغ معامل الانكسار حوالي 1.5570. 4-NQO قابل للذوبان في المذيبات العضوية مثل الأسيتون وهو حساس للضوء. يجب تخزينه عند -20 درجة مئوية لتجنب التحلل.
يحتوي التركيب الكيميائي لـ 4-NQO على مجموعات أكسيد النيترو (NO2) وN-، والتي تلعب أدوارًا حاسمة في التفاعلات الكيميائية. تجعل مجموعة النيترو 4-NQO مؤكسدًا قويًا يمكنه المشاركة في تفاعلات الأكسدة والاختزال المختلفة. تمنحه مجموعة أكسيد N نشاطًا بيولوجيًا فريدًا، خاصة من حيث السمية الوراثية.
آلية العمل
يمارس 4-NQO آثاره السمية الجينية في الكائنات الحية من خلال آليات مختلفة. وتشمل هذه الآليات بشكل رئيسي تلف الحمض النووي، والإجهاد التأكسدي، وتثبيط تخليق الحمض النووي.
يشير الإجهاد التأكسدي إلى حالة مرضية تحدث عندما يكون هناك إنتاج مفرط لأنواع الأكسجين التفاعلية في الكائن الحي ويكون نظام الدفاع المضاد للأكسدة غير قادر على القضاء عليه بشكل فعال. 4-يؤدي NQO إلى تفاقم تلف الحمض النووي عن طريق تحفيز الإجهاد التأكسدي. لا يمكن لـ ROS مهاجمة الحمض النووي بشكل مباشر فحسب، بل يسبب أيضًا بيروكسيد الدهون الغشائية، وأكسدة البروتين، وخلل الميتوكوندريا. تؤدي هذه التأثيرات مجتمعة إلى تفاقم حالة الإجهاد التأكسدي للخلايا، مما يجعلها أكثر عرضة للتسمم الوراثي.
بالإضافة إلى إتلاف الحمض النووي بشكل مباشر، يمكن أن يؤثر 4-NQO أيضًا على تكاثر الخلايا وتمايزها عن طريق تثبيط تخليق الحمض النووي. أظهرت الأبحاث أن 4-NQO يمكن أن يمنع نشاط بوليميراز الحمض النووي، وبالتالي يبطئ معدل استطالة خيوط الحمض النووي. هذا التأثير المثبط لا يعيق تكرار الحمض النووي فحسب، بل قد يؤثر أيضًا على عملية إصلاح الحمض النووي، مما يجعل الخلايا أكثر عرضة للضرر الجيني.
طلب
يتمتع 4-NQO بقيمة تطبيقية واسعة في مجالات متعددة، خاصة في أبحاث السرطان، والتخليق العضوي، وتطوير الأدوية.
أبحاث السرطان
4-NQO هو مادة مسرطنة فعالة شائعة الاستخدام في نمذجة السرطان وأبحاث الآلية. يمكن أن يحفز التسرطن الخلوي من خلال آليات مثل تلف الحمض النووي والإجهاد التأكسدي. في التجارب على الحيوانات، تم استخدام 4-NQO على نطاق واسع للحث على حدوث السرطانات مثل سرطان الفم وسرطان الخلايا الحرشفية المخاطية اللسان. ولا تساعد هذه النماذج في الكشف عن الآلية المرضية والأساس الجزيئي للسرطان فحسب، بل توفر أيضًا أدلة تجريبية مهمة للوقاية من السرطان وعلاجه.
البحوث ذات الصلة
4-NQO، باعتبارها مادة كيميائية مهمة، حظيت باهتمام وأبحاث واسعة النطاق في كل من الأوساط الأكاديمية والصناعة. فيما يلي بعض التقدم والإنجازات البحثية المتعلقة بـ 4-NQO.
(1) 4-NQO يسبب تلف الحمض النووي وإصلاحه
أظهرت الأبحاث أن 4-NQO يمكن أن يسبب أنواعًا مختلفة من تلف الحمض النووي، بما في ذلك كسر سلاسل الحمض النووي، وتلف القواعد، والربط المتبادل لبروتين الحمض النووي. يمكن أن تؤدي هذه الأضرار إلى أخطاء في النسخ المتماثل وتعبير جيني غير طبيعي أثناء عمليات تكرار الحمض النووي ونسخه. ومع ذلك، تمتلك الخلايا آلية معقدة لإصلاح الحمض النووي يمكنها التعرف على هذه الأضرار وإصلاحها. أظهرت الأبحاث أن تلف الحمض النووي الناجم عن 4-NQO يتم إصلاحه بشكل أساسي من خلال مسار إصلاح استئصال النوكليوتيدات (NER). NER هي آلية إصلاح الحمض النووي المحفوظة للغاية والتي يمكنها التعرف على أجزاء الحمض النووي التالفة وإزالتها وإجراء إصلاحات دقيقة.
(2) آلية التسبب في السرطان لـ 4-NQO
لقد كانت الآلية المسببة للسرطان لـ 4-NQO دائمًا موضوعًا بحثيًا ساخنًا. أظهرت الأبحاث أن 4-NQO يمكن أن يحفز آليات مثل تلف الحمض النووي والإجهاد التأكسدي، مما يؤدي إلى طفرات الجينات الخلوية وتشوهات الكروموسومات، وبالتالي زيادة خطر التسرطن الخلوي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤثر 4-NQO أيضًا على عمليات تكاثر الخلايا وتمايزها، مما يجعلها أكثر عرضة للضرر الجيني. تشرح هذه الآليات بشكل جماعي سبب كون 4-NQO مادة مسرطنة فعالة في التجارب على الحيوانات.
(3) تطبيق 4-NQO في تطوير الأدوية
4-تتمتع NQO بإمكانيات تطبيق واسعة في مجال تطوير الأدوية. من خلال دراسة آثار 4-NQO على تكاثر الخلايا، والتمايز، وموت الخلايا المبرمج، يمكن فحص المركبات ذات النشاط المضاد للورم. ولهذه المركبات قيمة كبيرة في تطوير الأدوية المضادة للسرطان. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يعمل 4-NQO أيضًا كمركب نموذجي لدراسات استقلاب الدواء وسميته، ويستخدم لتقييم المسارات الأيضية وآليات سمية الأدوية. لا تساعد هذه الدراسات في الكشف عن فعالية الأدوية وسلامتها فحسب، بل توفر أيضًا أدلة تجريبية مهمة للتطبيق السريري للأدوية.
(4) التأثيرات البيئية والصحية لـ 4-NQO
مع التطور المتسارع للتصنيع والتحضر، أصبحت مشكلة التلوث بالمواد الكيميائية مثل 4-NQO في البيئة بارزة بشكل متزايد. وقد أظهرت الأبحاث أن 4-NQO يمكن أن يدخل البيئة والكائنات الحية من خلال مسارات مختلفة، مما يشكل تهديدات محتملة للبيئة وصحة الإنسان. ولذلك، فإن دراسة عمليات الهجرة والتحول والتراكم الحيوي لـ 4-NQO في البيئة، فضلاً عن آثاره السامة والمخاطر البيئية على الكائنات الحية، لها أهمية كبيرة. لا تساهم هذه الدراسات في تطوير سياسات وتدابير حماية البيئة السليمة علميًا فحسب، بل توفر أيضًا أساسًا علميًا مهمًا لحماية صحة الإنسان والسلامة البيئية.
هناك العديد من طرق التوليف ل4-نيتروكينولين ن-أكسيد، وسيتم إدراج الاثنين الأكثر شيوعًا في النص التالي.
الطريقة الأولى:
تخليق 4-ميثوكسيكينولين-N-أكسيد
تفاعل 4-هيدروكسي كينولين مع ميثوكسيد الصوديوم للحصول على 4-ميثوكسي كينولين-N-أكسيد.
C9H7لا + تش3أوه + هيدروكسيد الصوديوم → ج9H7NO-N أكسيد + H2يا + كلوريد الصوديوم
هذا التفاعل هو تفاعل كحول نموذجي، حيث يتم استخدام ميثوكسيد الصوديوم كعامل كحول لميثيل مجموعة الهيدروكسيل المكونة من 4-هيدروكسي كينولين-N-أكسيد.
تحضير 4-كلوروكينولين-N-أكسيد
تمت معالجة 4-ميثوكسيكينولين-N-أكسيد مع كلوريد الأسيتيل للحصول على 4-كلوروكينولين-N-أكسيد.
C9H7NO-N-أكسيد + CH3COCl → 4-كلوروكينولين-N-أكسيد + حمض الهيدروكلوريك
هذا التفاعل هو تفاعل كلورة الأسيل، حيث يعمل كلوريد الأسيتيل كعامل كلورة الأسيل لإستيل مجموعة الميثوكسي المكونة من 4-ميثوكسيكينولين-N-أكسيد للحصول على 4-كلوروكينولين-N-أكسيد.
تخليق 4-أمينوكوينولين-N-أكسيد
هدرجة البلاديوم المحفزة لأكسيد 4-كلوروكينولين-N- في الأمونيا السائلة تنتج 4-أمينوكوينولين-N-أكسيد.
4-كلوروكينولين-N-أكسيد + H2 + Pd/C → 4-أمينوكوينولين-N-أكسيد
هذا التفاعل هو تفاعل هدرجة تحفيزي نموذجي، يستخدم البلاديوم كمحفز لاستبدال ذرة الكلور المكونة من 4-أكسيد الكلوروكينولين-N- مع ذرة الهيدروجين للحصول على 4-أمينوكوينولين-N-أكسيد.
توليف المنتج المستهدف
في ظل الظروف الحمضية، تم تصنيع المنتج المستهدف 4-NQO بواسطة نترجة الكينولين-N-أكسيد مع حمض الكبريتيك وحمض النيتريك.
4-أمينوكوينولين-N-أكسيد + H2لذا4 + HNO3 → C9H6N2O3 + H2يا + هكذا2 + لا2
هذا التفاعل هو تفاعل نترجة نموذجي، حيث يتم استخدام حمض الكبريتيك وحمض النيتريك كعوامل نترات لنترات المجموعة الأمينية المكونة من 4-أكسيد أمينوكينولين-N-}، مما ينتج عنه المنتج المستهدف. إنتاج المنتجات الثانوية في وقت واحد مثل حمض الكبريتيك وثاني أكسيد النيتروجين والماء.
ما ورد أعلاه هو الخطوات التفصيلية للطريقة الأولى وصيغة التفاعل الكيميائي المقابلة لها. تجدر الإشارة إلى أن ظروف التفاعل ونقاء المنتج قد تختلف تبعًا للظروف التجريبية ومتطلبات النقاء للمنتج المستهدف. في التشغيل العملي، يوصى بالضبط والتحسين وفقًا للظروف التجريبية المحددة ومتطلبات النقاء للمنتج المستهدف.
الطريقة الثانية:
حل المواد الخام
قم بإذابة 5-هيدروكسي إندول في الإيثانول للحصول على محلول إيثانول من 5-هيدروكسي إندول. هذه الخطوة عبارة عن عمل تحضيري يهدف إلى إذابة 5-هيدروكسي إندول في الإيثانول لاستخدامه في التفاعلات اللاحقة.
تصنيع 4-بروموكينولين
في وجود إيثانول الصوديوم، تمت إضافة بروميد البنزيل إلى محلول إيثانول مكون من 5-هيدروكسي إندول، وتم تسخينه إلى درجة حرارة معينة، واستمر في التحريك، وتفاعل لفترة من الوقت للحصول على 4-بروموكينولين. يمكن التعبير عن معادلة التفاعل لهذه الخطوة على النحو التالي:
C8H7لا + تش3CHBrNa → C9H6بر ن + هيدروكسيد الصوديوم + ح2O
هذا التفاعل هو تفاعل استبدال، حيث يعمل إيثانول الصوديوم كقاعدة لمساعدة 5-هيدروكسي إندول على إزالة مجموعات الهيدروكسيل والتفاعل مع بروميد البنزيل لإنتاج 4-بروموكينولين.
توليف 4-مورفولينوانين
يتفاعل 4-بروموكينولين مع المورفولين عند درجة حرارة وضغط معينين، ويفصل 4-مورفولينوانيلين المتولد من خلال كروماتوجرافيا العمود أو طرق الفصل الأخرى. يمكن التعبير عن معادلة التفاعل لهذه الخطوة على النحو التالي:
C9H6بر ن + ج4H9لا → ج10H14N2يا + هيدروكسيد الصوديوم + ح2O
هذا التفاعل هو تفاعل استبدال، حيث يعمل المورفولين كبديل ويتفاعل مع 4-بروموكينولين لتكوين4-نيتروكينولين ن-أكسيد.
4-أصبح أكسيد النيتروكينولين N، الذي كان في السابق مركبًا كيميائيًا غامضًا، لا غنى عنه في الأبحاث الطبية الحيوية وعلم السموم. يوفر دوره المزدوج كمحفز للإجهاد التأكسدي والمطفر عدسة فريدة يمكن من خلالها دراسة بيولوجيا السرطان وإصلاح الحمض النووي وتطوير الأدوية. وفي حين أن قدرته المسببة للسرطان تتطلب بروتوكولات سلامة صارمة، فإن الابتكارات المستمرة في الكشف والعلاج تستمر في توسيع نطاق تطبيقاته. مع تقدم العلم، سيظل 4-NQO بلا شك أداة حيوية في كشف تعقيدات المرض واكتشاف تدخلات جديدة.
الأسئلة المتداولة
ما هو n-ميثيل مورفولين n-أكسيد؟
+
-
يتم تعريف N-ميثيلمورفولين N-أكسيد (N MMO) على أنهأكسيد -حلقي فعال بشكل خاص في إذابة السليلوز وهو مكون رئيسي في صناعة اللايوسل لإنتاج ألياف السليلوز المجددة.
ما هي استخدامات 4-ميثيلمورفولين؟
+
-
4-ميثيل مورفولين، المعروف أيضًا باسم N-ميثيل مورفولين، هو أمين ثلاثي حلقي ويشيع استخدامهكمذيب ذو قيمة عالية ومادة كيميائية دقيقة للسليلوز.
هل 4 ميثيل مورفولين سام؟
+
-
ربماسامة بشكل معتدل عن طريق البلع والاستنشاق وامتصاص الجلد. مهيجة للغاية للجلد والعينين والأغشية المخاطية. يستخدم كمذيب وفي صناعة المستحضرات الصيدلانية.
الوسم : 4-نيتروكينولين ن-أكسيد cas 56-57-5، الموردين، الشركات المصنعة، مصنع، بالجملة، شراء، السعر، بالجملة، للبيع