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

1,1'-Carbonyldiimidazole, alias N.N'- carbonyl diimidazole, 1,1'- carbonyl diimidazole a carbonyl diimidazole, fformiwla foleciwlaidd C7H6N4O, CAS 530-62-1, pwysau moleciwlaidd 162.15, grisial gwyn, anhydawdd mewn dŵr a soluether. Mae carbonyl diimidazole yn fath o gyfansoddyn ag adweithedd cryf. Gall ymateb gyda^-COOH,^-NH2,^-OH a grwpiau swyddogaethol eraill i syntheseiddio llawer o cetonau, esterau, wrea a chyfansoddion eraill sy'n anodd eu cael trwy ddulliau cyffredin. Er enghraifft, gall yr adwaith ag amin syntheseiddio plaladdwyr imidazole, tra'n osgoi defnyddio phosgene hynod wenwynig nad yw'n hawdd ei storio a'i gludo. Defnyddir yn bennaf ar gyfer synthesis organig, plaladdwyr a chanolradd fferyllol.

Fel adweithydd carbonylation hynod weithgar,1,1'-Carbonyldiimidazole(CDI) wedi dangos gwerth cymhwysiad eang mewn synthesis organig, biocemeg, gwyddoniaeth deunyddiau a meddygaeth oherwydd ei strwythur cemegol unigryw a'i nodweddion adwaith.

1. Mecanwaith adwaith craidd a phriodweddau cemegol

 

Mae'r moleciwl CDI yn cynnwys dwy gylch imidazole wedi'u pontio gan grŵp carbonyl. Mae ei grŵp carbonyl yn cael ei actifadu gan yr electron cryf-effaith tynnu'n ôl y cylch imidazole i ffurfio canolfan carbon-positif adweithiol iawn. Mae'r strwythur hwn yn ei alluogi i adweithio'n ddetholus â grwpiau swyddogaethol sy'n cynnwys hydrogen gweithredol (fel -COOH, -NH₂, -OH) i gynhyrchu canolraddau fel acyl imidazole, carbamoyl imidazole neu ester imidazole. Gall y canolraddau hyn adweithio ymhellach â niwcleoffilau (fel aminau, alcoholau, thiols) i ffurfio cynhyrchion targed fel amidau, esterau, wrea, a carbamadau. Mae ei nodweddion adwaith yn cynnwys:

 

 

Detholusrwydd uchel: Yn y system cydfodoli amin sylfaenol / amin eilaidd, mae aminau cynradd yn cael eu hactifadu'n ffafriol ar dymheredd ystafell, a gellir cyflawni actifadu grŵp swyddogaethol deuol trwy reoleiddio cyflwr.

Amodau adwaith ysgafn: nid oes angen asid cryf, sylfaen gref na thymheredd uchel, a gellir cwblhau'r adwaith ar dymheredd ystafell i 60 gradd.
Sefydlogrwydd canolradd: gall yr acyl imidazole intermediate a gynhyrchir fod yn bresennol yn sefydlog mewn toddyddion organig am sawl awr, sy'n gyfleus ar gyfer gweithrediad fesul cam.
Dewis amgen nad yw'n wenwynig: gall ddisodli ffosgen hynod wenwynig (COCl₂) ar gyfer synthesis isocyanadau a chyfansoddion wrea.

2. Rôl allweddol mewn synthesis peptid a phrotein

 

1. Asiant cyplu effeithlonrwydd uchel ar gyfer ffurfio bond peptid
Mae CDI yn adweithydd craidd mewn synthesis peptid cyfnod solet (SPPS) a synthesis peptid cyfnod hylif, ac mae ei fecanwaith gweithredu yn cynnwys:
Actifadu asid carbocsilig yn uniongyrchol: mae'n adweithio â'r grŵp carboxyl o asidau amino i gynhyrchu acyl imidazole, sydd wedyn yn cyddwyso â grŵp amino asid amino arall i ffurfio bond peptid. Er enghraifft, yn y synthesis o peptid gwrthficrobaidd LL-37, gall y dull cyplu CDI gynyddu'r cynnyrch 15% -20% o'i gymharu â'r dull DCC / HOBt traddodiadol, wrth leihau'r adwaith ochr rasio.
Amddiffyniad dethol rhanbarthol: trwy addasu'r amodau adwaith, gellir diogelu'r terfynfa N-neu derfynell C- ddetholus. Er enghraifft, wrth syntheseiddio peptidau cylchol, gall CDI actifadu'r grwpiau carboxyl cadwyn ochr yn ffafriol er mwyn osgoi ffurfio bondiau peptid prif gadwyn yn gynamserol.

 

Addasu a changhennu peptid: Gan ddefnyddio'r grwpiau carboxyl a weithredir gan CDI, gellir cyflwyno labeli fflwroleuol, polyethylen glycol (PEG) neu addasiad dendrimer. Er enghraifft, mae fluorescein isothiocyanate (FITC) yn cael ei gyplysu â'r gadwyn ochr lysin o inswlin trwy CDI i gyflawni delweddu olrhain cyffuriau.

2. Croes-gysylltu protein a llonyddu
Gall adweithiau cysylltu croes-gyfryngol CDI ffurfio bondiau amid sero- neu fondiau carbamad carbon sengl - rhwng moleciwlau protein:
Ansymudiad ensymau: Mae glwcos ocsidas (GOx) yn cael ei atal rhag symud ar wyneb nanoronynnau magnetig amino wedi'u haddasu trwy actifadu'r grwpiau carboxyl trwy CDI. Mae cyfradd adfer gweithgaredd yr ensym ansymudol yn cyrraedd 92%, a gellir ei ailddefnyddio fwy na 10 gwaith.
Paratoi cymhlygion antigen gwrthgyrff: Wrth synthesis deunyddiau imiwn-adsorbent, gall CDI gyplysu protein A â chludwyr hydrocsylated (fel gel agarose) i ffurfio haen arsugniad affinedd uchel ar gyfer puro IgG yn benodol mewn plasma.

3. Cymwysiadau Amlswyddogaethol mewn Synthesis Organig

 

1. Synthesis Cetonau, Cyfansoddion Ester ac Wrea
Synthesis Cetonau: Mae CDI yn adweithio ag adweithyddion organometalig (fel adweithyddion Grignard) i adeiladu sgerbydau ceton yn effeithlon. Er enghraifft, yn y synthesis o asetophenone, mae'r dull CDI yn cynyddu'r cynnyrch 12% o'i gymharu â'r llwybr acyl clorid traddodiadol ac yn osgoi cynhyrchu hydrogen clorid.
Synthesis o Ester: Mae CDI yn actifadu asidau carbocsilig ac yn eu cyddwyso ag alcoholau i ffurfio esterau. Mae gan y dull hwn fanteision sylweddol yn y synthesis o esterau cirol. Er enghraifft, wrth baratoi canolradd allweddol y cyffur gwrthfeirysol oseltamivir, gall y dull CDI reoli'r gormodedd enantiomeric (ee) i fwy na 99%.
Cyfansoddion Wrea: Mae CDI yn adweithio ag aminau i ffurfio canolradd carbamoyl imidazole, sy'n cael eu cyddwyso ymhellach ag amin arall i ffurfio wrea. Mae'r llwybr hwn yn byrhau'r camau adwaith 2 gam o'i gymharu â'r dull phosgene wrth syntheseiddio'r chwynladdwr fluroxypyr, ac yn cynyddu'r defnydd atomig 30%.

 

2. Synthesis o Isocyanadau nad ydynt yn ffosgen
Mae CDI yn adweithio ag aminau i ffurfio isocyanadau, gan osgoi'r defnydd o ffosgen hynod wenwynig. Er enghraifft, wrth syntheseiddio deunydd crai polywrethan toluene diisocyanate (TDI), gall y dull CDI fyrhau'r amser adwaith o 8 awr i 2 awr, ac mae purdeb y cynnyrch yn cyrraedd 99.5%.

3. Adeiladu cyfansoddion heterocyclic
Gellir defnyddio CDI fel rhoddwr carbonyl i gymryd rhan mewn synthesis heterocyclic:

Imidazolopyridines: Trwy adwaith cylchredeg CDI a 2-aminopyridine, gellir adeiladu'r sgerbwd imidazo [1,2-a] pyridine gyda gweithgaredd antitumor yn effeithlon.
-canolradd gwrthfiotigau lactam: Mae CDI yn adweithio â halen potasiwm penisilin V i syntheseiddio asid 7-aminocephalosporanig (7-ACA), canolradd allweddol o wrthfiotigau cephalosporin, gyda chynnyrch wedi cynyddu 18% o'i gymharu â dulliau cemegol traddodiadol.

4. Technoleg addasu wyneb mewn gwyddor deunyddiau

 

1. Polymer functionalization
1,1'-Carbonyldiimidazoleyn gallu cyflwyno moleciwlau swyddogaethol i arwynebau polymer trwy fondiau cofalent:

Addasu biocompatibility: Ar wyneb asid polylactig-co-asid glycolic (PLGA), gall CDI gyplysu polyethylen glycol (PEG) neu peptid RGD, gan leihau'n sylweddol imiwnogenigrwydd y deunydd a hyrwyddo adlyniad celloedd.

Addasiad polymer dargludol: Ar wyneb polypyrrole (PPy), gall CDI atal symud glwcos ocsidas i adeiladu synhwyrydd glwcos hynod sensitif gyda therfyn canfod mor isel â 0.1μM.

 

2. Nanomaterial peirianneg wyneb
Gall CDI gyflawni gweithrediad manwl gywir nanoronynnau:

Addasu dotiau cwantwm: Defnyddir CDI i gyplu dotiau cwantwm CdSe carbocsylaidd â gwrthgyrff amino i adeiladu imiwnoprobau fflwroleuol ar gyfer canfod marciwr tiwmor CA125 gyda sensitifrwydd o 0.1ng/mL.

Swyddogaethu nanoronynnau magnetig: Ar wyneb Fe₃O₄, gall CDI gyplu moleciwlau asid ffolig i gyflawni adnabyddiaeth benodol o gelloedd tiwmor trwy systemau dosbarthu cyffuriau wedi'u targedu.

5. Canolradd fferyllol a synthesis cyffuriau

 

1. Synthesis canolradd gwrthfiotig
Mae CDI yn anadferadwy yn y synthesis o -wrthfiotigau lactam:

Addasu cadwyn ochr Cephalosporin C: Mae CDI yn actifadu'r grŵp carboxyl o cephalosporin C, a gall gyflwyno cadwyni ochr aminothiazole i adeiladu strwythur craidd y drydedd genhedlaeth o cephalosporin.
Trawsnewid halen potasiwm Penisilin V: Gall CDI drosi halen potasiwm penisilin V yn asid 6-aminopenicillanic (6-APA) gyda chynnyrch o 95%, ac mae'n osgoi defnyddio clorofformat gwenwynig iawn.

 

2. Canolradd allweddol o gyffuriau gwrthfeirysol
Wrth syntheseiddio'r cyffur gwrth-HIV efavirenz, gall CDI adeiladu'r grŵp wrea yn ei strwythur craidd yn effeithlon, gan fyrhau'r camau synthesis 3 cham o'i gymharu â'r llwybr traddodiadol, a chynyddir cyfanswm y cynnyrch o 45% i 68%.

3. Addasu cyffuriau gwrth-tiwmor
Gellir defnyddio CDI ar gyfer addasu PEGylation o gyffuriau paclitaxel, megis cyplu mPEG-2000 i'r 2'-grŵp hydroxyl o paclitaxel trwy CDI, gan ymestyn hanner oes y cyffur yn sylweddol (o 2.8 awr i 24 awr) a lleihau imiwnogenedd.

Synthesis o1,1'-Carbonyldiimidazole:

Mae'r imidazole yn cael ei adweithio â phosgene wedi'i hydoddi mewn bensen, mae'r hydroclorid imidazole yn yr adweithydd yn cael ei hidlo, ac mae'r hidlydd wedi'i grynhoi i gael 1,1'- carbonyldiimidazole gyda chynnyrch o 91%.

Arllwyswch 200 ml o bensen anhydrus i mewn i dwndi conigol 500 ml a'i bwyso â stopiwr. Tynnwch y plwg gwydr a gosodwch bibell fewnfa nwy gyda hidlydd craidd tywod ar y twndis. O dan amddiffyniad tymheredd ystafell a thiwb sychu, cyflwynir tua 20g o phosgene mewn tua 1h (mae cyfaint yr hydoddiant bensen yn cynyddu tua 12-16ml). Plygiwch y twndis a'i bwyso ar unwaith. Pwysau gwirioneddol phosgene yw 16.55 g (0.167 môl). Felly, mae'r swm gofynnol o imidazole yn cael ei gyfrifo yn ôl y gymhareb molar o phosgene i imidazole o 1:4. Yna, gosodwch y twndis ar fflasg tri gwddf sy'n cynnwys 45.60g (0.669mol) imidazole a 500ml anhydrus tetrahydrofuran. O dan oeri a throi electromagnetig, gollwng hydoddiant bensen o ffosgen o fewn 15-30 munud. Parhewch i gymysgu am 15 munud, a gadewch i chi sefyll ar dymheredd yr ystafell am 1 awr. Mewn awyrgylch sych, tynnwch hydroclorid imidazole gyda thwndis craidd tywod. Crynhowyd yr hidlydd i sychder o dan 40 ~ 50 gradd a llai o bwysau i gael 24.5g (91%) o grisial di-liw.

Byddwch yn ofalus! Mae Phosgene yn wenwynig, a dylid cynnal y llawdriniaeth hon yn y cwfl mygdarth.

1. Cwestiwn: Fel adweithydd cyplu, beth yw prif fanteision CDI o'i gymharu â'r DCC neu EDC traddodiadol?
Mantais fwyaf CDI yw'r ffaith mai dim ond imidazole a charbon deuocsid yw ei adwaith sgil-gynhyrchion, sydd ill dau yn sylweddau gwenwyndra isel anweddol neu'n hawdd eu tynnu, gan osgoi'r broblem y gall adweithyddion fel DCC ei chynhyrchu'n anodd i'w dileu (fel DCU). Mae hyn yn gwneud puro dilynol yn symlach a phurdeb y cynnyrch yn uwch, yn arbennig o addas ar gyfer synthesis peptidau neu gyffuriau sy'n sensitif i amhureddau.

2. C: Heblaw am gael ei ddefnyddio yn y synthesis o amides, pa gymwysiadau arbennig pwysig eraill sydd gan CDI?
Ateb: Cymhwysiad allweddol yw paratoi esterau gweithredol yn effeithlon ac yn ysgafn. Mae CDI yn adweithio ag asidau carbocsilig yn gyntaf i ffurfio canolradd acylimidazole hynod actif, a all adweithio â N-hydroxysuccinimide (GIG) ac eraill i gynhyrchu esterau gweithredol sefydlog y GIG. Defnyddir yr esterau gweithredol hyn yn helaeth mewn cyfuniad biolegol ac addasu protein oherwydd eu sefydlogrwydd da yn y cyfnod dyfrllyd.

3. C: Pa ragofalon diogelwch allweddol y dylid eu cymryd wrth ddefnyddio a storio CDI?
Ateb: Mae CDI yn hynod sensitif i leithder. Pan ddaw i gysylltiad â dŵr, bydd yn hydroleiddio'n gyflym ac yn rhyddhau carbon deuocsid, a allai achosi cynnydd mewn pwysau y tu mewn i gynhwysydd wedi'i selio. Felly, rhaid ei weithredu a'i storio mewn awyrgylch anhydrus anhydrus fel nitrogen neu argon. Yn y cyfamser, mae CDI ei hun yn gythruddo iawn a gall gyrydu'r llygaid, y croen a'r llwybr anadlol. Rhaid gwisgo offer amddiffynnol priodol (gogls, menig, cyflau mwg) yn ystod y llawdriniaeth.

Tagiau poblogaidd: 1,1'-carbonyldiimidazole cas 530-62-1, cyflenwyr, gweithgynhyrchwyr, ffatri, cyfanwerthu, prynu, pris, swmp, ar werth