4-mercaptopyridine, a elwir hefyd yn 4-pyridinethiol. Mae cynnyrch pur yn solid melyn gwyn i olau. Gall fod yn hydawdd mewn dŵr, ond nid yw ei hydoddedd yn uchel. Ar dymheredd yr ystafell, dim ond tua 6 gram o'r cyfansoddyn hwn y gellir ei doddi mewn 100 gram o ddŵr. Fodd bynnag, wrth i'r tymheredd gynyddu, mae ei hydoddedd hefyd yn cynyddu yn unol â hynny. O dan wresogi, gall mwy o 4mercaptopyridine hydoddi mewn dŵr. Mae'r strwythur moleciwlaidd yn cynnwys un atom sylffwr ac un atom nitrogen. Mae'r atom sylffwr wedi'i gysylltu â dau atom hydrogen ac un atom nitrogen, gan ffurfio cylch pum pilen. Mae'r cylch pum pilen hwn wedi'i gysylltu ag atom nitrogen arall, gan ffurfio'r strwythur pyridin terfynol. Mae'n gyfansoddyn sy'n cynnwys grwpiau thiol ac felly mae ganddo rai priodweddau cemegol arbennig. Mae'n dueddol o ymatebion cymhleth gydag ïonau metel trwm, gan gynhyrchu cyfadeiladau sefydlog. Gellir ei ddefnyddio ar gyfer gwahanu a chyfoethogi ïonau metel trwm, yn ogystal â labelu a chanfod mewn electrofforesis protein ac immunoassay.
|
|
 |
|
Fformiwla gemegol |
C5H5NS |
|
Offeren union |
111.01 |
|
Pwysau moleciwlaidd |
111.16 |
|
m/z |
111.01 (100.0%), 112.02 (5.4%), 113.01 (4.5%) |
|
Dadansoddiad Elfenol |
C, 54.02; H, 4.53; N, 12.60; S, 28.84 |
4-mercaptopyridineyn gyfansoddyn organig sy'n cynnwys sylffwr sydd â chymwysiadau eang mewn sawl maes oherwydd ei strwythur moleciwlaidd unigryw a'i briodweddau cemegol.
Electrocemeg
Fel sylwedd electroactif i adeiladu dyfeisiau electrocemegol perfformiad uchel, megis batris, supercapacitors a synwyryddion. Oherwydd ei gylch pyridine a'i grŵp thiol yn ei strwythur moleciwlaidd, gall gael adweithiau rhydocs ac mae ganddo weithgaredd electrocemegol. Felly, gellir codi a rhyddhau dyfeisiau electrocemegol sy'n seiliedig ar 4 mercaptopyridine ar foltedd isel, ac mae ganddynt berfformiad electrocemegol rhagorol a sefydlogrwydd beicio.
Gwyddoniaeth Deunyddiau
I syntheseiddio deunyddiau swyddogaethol organig a deunyddiau nanostrwythuredig. Oherwydd presenoldeb cylch pyridine a grŵp thiol yn ei strwythur moleciwlaidd, gall gael adweithiau cemegol gyda moleciwlau neu grwpiau eraill i gynhyrchu deunyddiau organig neu nanostrwythuredig newydd. Er enghraifft, gall ymateb gyda pholymerau i gynhyrchu deunyddiau polymer gyda swyddogaethau ac eiddo penodol. Yn ogystal, gellir ei ddefnyddio hefyd i addasu wyneb nanoronynnau i newid eu priodweddau ffisegol a chemegol.
Bioleg
I astudio strwythur a swyddogaeth biomoleciwlau, yn ogystal ag archwilio'r rhyngweithio rhwng biomoleciwlau. Oherwydd ei allu i gael ymatebion cymhleth gydag ïonau metel trwm, gellir ei ddefnyddio i astudio rolau ac effeithiau ïonau metel mewn biomoleciwlau. Yn ogystal, gellir ei ddefnyddio hefyd ar gyfer labelu a chanfod biomoleciwlau fel proteinau, asidau niwclëig a siwgrau. Er enghraifft, gall rwymo i wrthgyrff ar gyfer labelu a chanfod mewn immunoassay.
Datblygu Cyffuriau
Gwasanaethu fel ligand ar gyfer dylunio cyffuriau newydd. Oherwydd ei gylch pyridine a'i grŵp thiol yn ei strwythur moleciwlaidd, gall ryngweithio'n gryf â biomoleciwlau, a thrwy hynny effeithio ar eu swyddogaeth a'u gweithgaredd. Felly, gellir defnyddio ligandau sy'n seiliedig ar 4 mercaptopyridine i ddatblygu cyffuriau gwrthganser, cyffuriau gwrthfacterol, a chyffuriau therapiwtig eraill. Yn ogystal, gellir ei ddefnyddio hefyd i reoleiddio prosesau metabolaidd biomoleciwlau ar gyfer trin afiechydon amrywiol.
Meysydd eraill
Yn ychwanegol at y meysydd uchod, gellir ei ddefnyddio hefyd ar gyfer cymwysiadau mewn meysydd eraill. Er enghraifft, gellir ei ddefnyddio fel catalydd ar gyfer synthesis deunyddiau polymer a chyfansoddion organig. Yn ogystal, gellir ei ddefnyddio hefyd i astudio priodweddau ffisegol a chemegol a chyfrifiadau cemegol cwantwm.
mewn cemeg cydgysylltu
4-mercaptopyridineMae (4 -by) yn ligand amlbwrpas mewn cemeg cydgysylltu oherwydd ei allu i gydlynu â metelau pontio a metelau daear prin, gan ffurfio cyfadeiladau â strwythurau ac eiddo amrywiol. Mae'r cyfadeiladau metel hyn wedi ennyn diddordeb sylweddol am eu cymwysiadau posibl mewn catalysis, deunyddiau magnetig, a deunyddiau goleuol. Isod mae archwiliad manwl o'i ymddygiad cydgysylltu, amrywiaeth strwythurol a chymwysiadau.
Mae adweithedd 4-andol yn deillio o'i ddau atom rhoddwr posib: nitrogen y cylch pyridin a sylffwr y grŵp thiol. Yn dibynnu ar yr ïon metel ac amodau adweithio, gall 4-andol arddangos sawl dull cydgysylltu:
- Cydgysylltu monodentate: Gall y ligand rwymo naill ai trwy'r atom nitrogen neu sylffwr yn unig, er bod cydgysylltu nitrogen yn aml yn cael ei ffafrio oherwydd ei sylfaenolrwydd cryfach.
- Cydlynu Bidentate: Gall yr atomau nitrogen a sylffwr gymryd rhan mewn bondio, gan ffurfio cylchoedd chelating sy'n gwella sefydlogrwydd y cymhleth.
- Cydgysylltu pontio: Mewn strwythurau polymerig neu estynedig, gall 4-flas weithredu fel pont rhwng dwy ganolfan fetel neu fwy, gan gyfrannu at ffurfio polymerau cydgysylltu neu fframweithiau metel-organig (MOFs).
Mae'r gallu i addasu hwn yn caniatáu i 4-forlyd sefydlogi ystod eang o gyfadeiladau metel gyda geometregau amrywiol, o rywogaethau mononiwclear i rywogaethau polynuclear.
Mae nifer o gyfadeiladau metel o 4-andol wedi'u syntheseiddio a'u nodweddu'n strwythurol, gan roi mewnwelediadau i'w hamgylcheddau a'u priodweddau cydgysylltu.
- Cyfadeiladau arian (i): Mae synthesis cyfadeiladau 4-andu arian (i) yn aml yn cynnwys ymateb Agno₃ gyda hydoddiant 4-andol. Mae'r cyfadeiladau hyn fel rheol yn arddangos geometregau planar llinol neu drigonaidd o amgylch y ganolfan arian, gyda'r ligand yn cydgysylltu trwy nitrogen neu sylffwr. Er enghraifft, adroddwyd am [Ag (4-andu) ₂] na₃, lle mae 4-flas yn gweithredu fel ligand n-rhoddwr monodentate.
- Cymhlethdodau cadmiwm (ii): Mae cadmiwm (ii) yn ffurfio strwythurau mwy cymhleth gyda 4-andol oherwydd ei rif cydgysylltu uwch. Mae cymhlethdodau 4-andol cadmiwm (II) polymerig wedi'u syntheseiddio, sy'n cynnwys y ligand mewn modd pontio, gan gysylltu ïonau CD²⁺ â chadwyni un dimensiwn neu haenau dau ddimensiwn. Mae'r strwythurau grisial yn datgelu bod yr atom sylffwr yn aml yn cymryd rhan mewn bondio, yn ogystal â nitrogen, gan arwain at gydlynu bidentate neu bontio.
Defnyddir technegau sbectrosgopig, fel NMR, IR, a sbectrosgopeg UV-Vis, i archwilio amgylchedd electronig y cyfadeiladau, tra bod crisialograffeg pelydr-X yn darparu gwybodaeth strwythurol ddiffiniol.
Mae cyfadeiladau metel 4-hwyliog wedi dangos addewid fel catalyddion mewn amrywiol drawsnewidiadau organig. Mae gallu'r ligand i fodiwleiddio priodweddau electronig y ganolfan fetel yn gwella ei gweithgaredd catalytig a'i ddetholusrwydd.
- Adweithiau ocsideiddio: Archwiliwyd rhai cyfadeiladau metel 4-hwyliog fel catalyddion ar gyfer ocsideiddio alcoholau i aldehydau neu cetonau. Gall yr atom sylffwr chwarae rôl wrth sefydlogi canolradd adweithiol neu hwyluso trosglwyddo ocsigen.
- Adweithiau Cyplu CC: Ymchwiliwyd i gyfadeiladau metel pontio 4-andol am eu potensial mewn adweithiau traws-gyplu, megis adweithiau suzuki neu heck, oherwydd eu gallu i actifadu halidau aryl neu olefins.
Mae tiwniadwyedd yr amgylchedd cydgysylltu yn caniatáu ar gyfer optimeiddio perfformiad catalytig trwy amrywio'r ïon metel neu'r eilyddion ligand.
Mae rhai cyfadeiladau metel 4-hwyliog yn arddangos priodweddau magnetig diddorol, gan eu gwneud yn ymgeiswyr ar gyfer magnetau moleciwlaidd neu ddeunyddiau croesi troelli.
- Cyfadeiladau polynuclear: Gall cyfadeiladau sy'n cynnwys ïonau metel lluosog sydd wedi'u pontio gan ligandau 4-hwyliog arddangos cyplu magnetig rhwng y canolfannau metel, gan arwain at ffenomenau fel ferromagnetiaeth neu wrthiferromagnetiaeth.
- Troelli ymddygiad croesi: Adroddwyd bod rhai cyfadeiladau haearn (ii) 4-andol yn cael trawsnewidiadau troelli, lle mae'r ïon metel yn newid rhwng taleithiau troelli uchel a throelli isel mewn ymateb i dymheredd neu olau, gyda chymwysiadau posibl mewn storio neu synhwyro data.
Mae dyluniad deunyddiau o'r fath yn dibynnu ar reoli cryfder maes ligand a rhyngweithiadau rhyngfoleciwlaidd yn y cymhleth.
Mae cyfadeiladau metel 4-hwylus hefyd yn dangos potensial mewn cymwysiadau goleuol, megis synwyryddion, OLEDs, neu asiantau bioimaging.
- Cyfadeiladau lanthanide: Gall cyfadeiladau metel daear prin o 4-flin, yn enwedig y rhai sy'n cynnwys Europiwm (III) neu terbium (III), arddangos cyfoledd dwys oherwydd yr effaith antena, lle mae'r ligand yn amsugno golau ac yn trosglwyddo'r egni i'r ïon metel, sydd wedyn yn allyrru ar donfedd nodweddiadol.
- Cyfadeiladau metel pontio: Canfuwyd bod rhai cyfadeiladau copr (i) neu sinc (ii) 4-andol yn allyrru yn y rhanbarth gweladwy, gyda chymwysiadau posibl mewn technolegau goleuo neu arddangos.
Gellir tiwnio priodweddau ffotoffisegol y cyfadeiladau hyn trwy addasu'r strwythur ligand neu'r amgylchedd metel
Proses a mecanwaith synthesis craidd
Cynhyrchiad diwydiannol o4-mercaptopyridineYn bennaf yn dilyn llwybr prif ffrwd yr adwaith amnewid rhwng 4-cloropyridin a thioamidocarboxylate. Gwneir yr adwaith hwn mewn toddyddion pegynol (fel DMF) ar radd 80-120 am 6-12 awr. Mae sylffwr thioanionig y thioamidocarboxylate yn ymosod ar y 4-carbon o 4-cloropyridin, ac mae'r ïon clorid yn gweithredu fel y grŵp gadael i gael ei ddisodli, gan gynhyrchu'r cynnyrch targed. Mae gan y llwybr hwn ddeunyddiau crai sydd ar gael yn rhwydd (mae 4-cloropyridine yn gynnyrch cemegol cyffredin), amodau adweithio ysgafn, a gellir gwella'r gyfradd adweithio trwy optimeiddio'r gymhareb toddydd (megis cymysgu DMF â tholwen). Mae'r broses ôl-driniaeth yn mabwysiadu'r dull crisialu dyodiad dŵr. Mae'r cynnyrch crai yn cael ei ail-grisialu ag ethanol, a gall y purdeb gyrraedd dros 98%, gan ei wneud yn addas ar gyfer cynhyrchu ar raddfa fawr.
Ymhlith y llwybrau amgen, mae adwaith dileu ychwanegu 4-bromopyridin â hydrogen sylffid wedi denu sylw oherwydd cost is y deunyddiau crai (mae pris 4-bromopyridin oddeutu 70% o bris 4-cloropyridin). Gwneir yr adwaith hwn mewn adweithydd pwysedd uchel gan ddefnyddio ethanol fel y toddydd, gyda nwy H₂s yn cael ei gyflwyno, a chynhelir yr adwaith ar 100-150 gradd am 8-16 awr. Mae'r hydrogen canolradd 4-mercaptopyridine sylffad yn cael ei waddodi ar ôl cael ei niwtraleiddio gan doddiant alcalïaidd, a cheir y cynnyrch ar ôl sychu. Fodd bynnag, mae'r llwybr hwn yn gofyn am offer pwysedd uchel, ac mae gwenwyndra H₂s (terfyn amlygiad galwedigaethol o 10 ppm) yn gosod gofynion uchel iawn ar gyfer rheoli diogelwch. Ar hyn o bryd, dim ond ychydig o fentrau sy'n mabwysiadu'r llwybr hwn.
Optimeiddio prosesau ac arloesi technolegol
Technoleg cynhyrchu llif parhaus
Zhejiang Xinhecheng Company developed a UV light (365 nm) driven microchannel reactor, which shortened the traditional batch synthesis reaction time from 24 hours to 45 minutes, and increased the yield from 68% to 92%. The high specific surface area of the microchannel (>>Fe wnaeth 5000 m²/m³) wella'r effeithlonrwydd trosglwyddo màs, tra bod y golau UV yn actifadu'r moleciwlau adweithydd, gan leihau'r egni actifadu.
Proses gemegol werdd
Defnyddiodd y tîm o Brifysgol Jiangnan y transaminase wedi'i addasu (ECOAT-7) i gyflawni cloromethylation uniongyrchol o'r cylch pyridin, gan osgoi defnyddio'r ether cloromethyl gwenwynig iawn. Ymatebodd y system gatalytig ensymau ar 37 gradd a pH 7.5 am 4 awr, gyda detholusrwydd cynnyrch o 95%, ac enillodd y "Wobr Cemeg Werdd" yn 2024. Mae'r llwybr hwn yn cydymffurfio â rheoliadau cyrraedd yr UE ar sylweddau pryder uchel (SVHC), gan ddarparu datrysiad cydymffurfio ar gyfer menter allforio.
Uwchraddio Technoleg Puro
Mae technoleg echdynnu CO₂ supercritical yn disodli offer puro cromatograffig traddodiadol, gan alluogi cynhyrchu cynhyrchion gradd fferyllol yn ddomestig. Mae'r dechnoleg hon yn defnyddio nodweddion hydoddedd CO₂ ar y pwynt critigol (gradd 31.1, 7.38 MPa) ar gyfer echdynnu amhureddau yn ddetholus, gyda phurdeb cynnyrch yn fwy na 99.5%, a dim risg o weddillion toddyddion.
Safonau rheoli ansawdd a diogelwch
Dangosyddion ansawdd allweddol
Gradd fferyllol4-mercaptopyridineyn gofyn am reolaeth ar y cynnwys mercaptan (yn fwy na neu'n hafal i 98.0%), gweddillion metel trwm (<10 ppm), and microbial limits (<100 CFU/g). The HPLC method (C18 column, methanol-water mobile phase) is a commonly used detection method, with the detection wavelength at 254 nm.
Pwyntiau gweithredu diogelwch
Mae angen amddiffyn y system adweithio gan nwy nitrogen i atal ocsidiad mercaptan.
Mae'r nwy cynffon H₂s yn cael ei amsugno gan doddiant alcalïaidd a'i droi'n sodiwm sylffid, gyda chyfradd adfer o hyd at 90%.
Mae angen i dymheredd y broses sychu fod yn is na 60 gradd er mwyn osgoi dadelfennu cynnyrch.
Tueddiadau'r Farchnad a Dadansoddiad Cadwyn y Diwydiant
Gyrrwr Twf Galw:
Fel y canolradd allweddol ar gyfer atalydd EGFR osimertinib, roedd y galw byd-eang am 4-mercaptopyridine yn fwy na 120 tunnell yn 2024, gyda chynnydd o flwyddyn i flwyddyn o 35%. Cyfyngodd y "gweithredu llywodraethu llygryddion newydd" yn Tsieina y defnydd o ether cloromethyl, gan orfodi mentrau i fabwysiadu prosesau gwyrdd fel catalysis ensymau, a disgwylir y bydd cyfradd cynhyrchu domestig cynhyrchion gradd fferyllol yn cynyddu i 60% o 2025 i 2027.
Amrywiadau prisiau deunydd crai:
Mae pris pyridin yn cael ei effeithio gan y galw am nicotin, gyda chynnydd o 22% flwyddyn ar ôl blwyddyn yn q 4 2024. Mae'r llwybr synthesis pyridin bio-seiliedig (megis trosi gwellt corn) wedi dod yn fan problemus. Mae'r llwybr hwn yn defnyddio glwcos fel y deunydd crai ac yn cael ei gynhyrchu trwy eplesiad microbaidd, gyda chost 15% yn is na'r llwybr petroliwm traddodiadol.
Effaith Geopolitical:
Mae "Deddf Bio-weithgynhyrchu" yr UD yn cyfyngu allforio 4-mercaptopyridine i fentrau fferyllol yr UD, gan annog mentrau domestig i sefydlu canolfannau llenwi tramor (fel Mecsico). Ar yr un pryd, gall platfform AI "Molecule Builder" Zehetinger ddylunio strwythurau amgen, gan orfodi mentrau i gyflymu'r cynllun patent ar gyfer cymwysiadau i lawr yr afon.
Map ffordd technoleg yn y dyfodol
2025-2027:
Cyflawni llwybr synthetig cwbl wyrdd gan ddefnyddio deunyddiau crai 100% bio-seiliedig (megis eplesu glwcos i pyridine).
Cydweithio â DeepMind i ddatblygu model rhagfynegiad perfformiad ar gyfer deilliadau 4-mercaptopyridine, gan fyrhau'r cylch datblygu cyffuriau newydd i 18 mis.
2028-2030:
Hyrwyddo technoleg cyplu catalysis llif-llif parhaus, gyda chynhwysedd cynhyrchu un llinell yn cynyddu i 500 tunnell y flwyddyn.
Datblygu deunyddiau MOFS 4-mercaptopyridine i ehangu eu cymhwysiad wrth storio a gwahanu nwy.
Tagiau poblogaidd: CAS 4-Mercaptopyridine 4556-23-4, cyflenwyr, gweithgynhyrchwyr, ffatri, cyfanwerthu, prynu, pris, swmp, ar werth