Kwas 5-pirazolekarboksylowy(Pirazol-3-karboksylowy kwas), wzór chemiczny C4H3N3O2, CAS 1621-91-6, biały krystaliczny proszek stały. Jest to typowy związek pirazolowy, który jest heterocyklicznym związkiem o obszernej aktywności biologicznej; Ze względu na charakterystykę pierścienia pirazolowego podstawniki na pierścieniu można zmienić, co powoduje liczne pochodne. Dlatego pirazol 3-karboksylowy ACD może być dalej stosowany do syntezy tiofenu i innych związków. Względnie stabilny w temperaturze pokojowej i ciśnieniu, ale reakcje rozkładu mogą wystąpić w warunkach wysokiej temperatury, silnej ACD lub alkalii. Jest to ważny związek pośrednia drobnych chemikaliów, takich jak farmaceutyki, pestycydy i barwniki, z wartością zastosowania w wielu dziedzinach, takich jak medycyna, rolnictwo, nauki materiałowe i środowisko. Dzięki pogłębieniu badań nad tym uważa się, że pirazol-3-karboksylowy ACD i jego pochodne będą odgrywać ważniejszą rolę w większej liczbie dziedzin.

|
Formuła chemiczna |
C4H4N2O2 |
|
Dokładna masa |
112 |
|
Masa cząsteczkowa |
112 |
|
m/z |
112 (100.0%), 113 (4.3%) |
|
Analiza elementarna |
C, 42.86; H, 3.60; N, 24.99; O, 28.55 |
|
|
|

Kwas 5-pirazolekarboksylowy, znany również jako 5-pirazolina karboksylowa ACD, jako wielofunkcyjny związek organiczny, przeniknął do wielu dziedzin strategicznych, takich jak medycyna, rolnictwo i nauk o materiałach, jest związkiem organicznym zawierającym pierścienie pirazoliny i grupy karboksylowe. Ze względu na unikalne cechy strukturalne i właściwości chemiczne ma szeroki zakres zastosowań w wielu dziedzinach.
Pole medyczne: Innowacje odkrywania i terapii leków
1.1 Rozwój leków przeciwnowotworowych
Szkielet ACD pirazolu-3-karboksylowy wykazuje unikalne zalety w projektowaniu leków przeciwnowotworowych. Jako fragment rdzenia inhibitorów CDK4/6, zakłóca aktywność katalityczną kinazy przez chelatowanie jonów magnezu. Palbiclib (Pabosili) opracowany przez Pfizer zawiera strukturę ACD pirazol-3-karboksylistę, którą można połączyć z letrozolem, aby przedłużyć okres przeżycia bez progresji pacjentów z rakiem piersi ER+/HER2 na 24,8 miesiąca. Najnowsze badania pokazują, że wprowadzenie atomów fluorowych w pozycji C4 pierścienia pirazolowego może zwiększyć selektywne hamowanie VEGFR-2, zapewniając nowy kierunek terapii angiogenicznej.
1.2 Synteza leków przeciwwirusowych
Jako kluczowy farmakofor inhibitorów integrazy HIV-1, pirazol-3-karboksylowy ACD działa naśladując miejsce wiązania wirusowego DNA. Analog efawirenz (Efawirenz) opracowany przez japońską firmę farmaceutyczną Yanno Yoshihide łączy pierścień pirazolowy z benzoksazinonem, zwiększając aktywność hamującą szczepów opornych na leki 12 razy. W badaniu leków przeciw HCV pirazol-3-karboksylowe pochodne ACD wykazują aktywność hamowania replikacji poziomu pikomolarnego jako inhibitorów NS5A.
1.3 Leczenie chorób neurodegeneracyjnych
Selektywne hamowanie MAO-B przez pochodne ACD pirazolu-3-karboksylowe czyni je kandydującym lek na leczenie choroby Parkinsona. Analog rasagiline (rasagiline) opracowany przez Teva Pharmaceuticals w Izraelu rozciąga swój okres półtrwania do 48 godzin, wprowadzając podstawniki metoksyfenetylowe. Badania przedkliniczne wykazały, że ten związek może znacznie zmniejszyć agregację synlukleiny alfa.
1.4 Modulatory przeciwzapalne i odpornościowe
Jako inhibitory inflammasomu NLRP3, pochodne ACD pirazolu-3-karboksylowe wywierają działanie przeciwzapalne poprzez blokowanie oligomeryzacji białka ASC. Analog MCC950 opracowany przez Merck w Niemczech może zmniejszyć wydzielanie IL-1 o 89% w modelu dutowego zapalenia stawów. Związek znajduje się obecnie w badaniach klinicznych fazy II pod kątem reumatoidalnego zapalenia stawów.
Chemia pestycydów: rozwój wydajnych i niskiej toksyczności
2.1 Aktywne składniki owadobójczych
Pochodne estru metylowego kwasu pirazolowego-3-karboksylowego wykazują doskonałą toksyczność żołądka i aktywność zabijania kontaktu przeciwko szkodnikom Lepidoptera. Analog Fipronil opracowany przez Bayer Crop Science zmniejsza LD50 (Housefly) do 0,3 μg/osobnika poprzez wprowadzenie podstawników trifluorometylowych. Jego mechanizm działania obejmuje blokadę receptora GABA, co prowadzi do neuronalnej hiperpolaryzacji i śmierci u owadów.
2.2 Molekularna konstrukcja fungicydów
Jako inhibitory dehydrogenazy bursztynianowej (SDHI), pochodne ACD pirazolu-3-karboksylowe wykazują stężenie hamujące nanoskale przeciwko szarej pleśni. Analog BIXAFEN (Fungicide eteru pirazolowego) opracowany przez Syngenta zmniejsza ryzyko oporności na leki o 70% poprzez wprowadzenie pierścienia pirazolowego pirazolowego. Eksperymenty terenowe wykazały, że związek ma efekt kontrolny do 92% w stosunku do pleśni pszennej.
2.3 Synergistów herbicydów
Połączenie pirazol-3-karboksylowych pochodnych ACD i glifosatu może zwiększyć hamujący działanie oksydazy protoporfiryny. Synergist Pyr-3 opracowany przez BASF zwiększył śmiertelność chwastów o 40% w stosunku 1: 100. Jego mechanizm działania polega na regulacji poziomów GSH w roślinach i przyspieszeniu akumulacji reaktywnych form tlenu.
2.4 Regulatory wzrostu roślin
Jako inhibitory receptora etylenu, pochodne ACD pirazol-3-karboksylowe mogą promować rozwój korzeni i zwiększać odporność na stres. Analog proheksadion opracowany przez Sumitomo Chemical w Japonii może zwiększyć wytrzymałość na łodygę ryżu o 35% w stężeniu 5ppm. Związek ten działa poprzez regulację biosyntezy GA.
Materiały naukowe: budowanie materiałów funkcjonalnych
3.1 Metalowe materiały organiczne (MOFS)
Pirazol-3-karboksylowy ACD, jako ligand dwustronny, samowystarczalny z jonami metali, takimi jak Zn ²+i Cu ²+, tworząc porowate materiały krystaliczne. Materiał PCN-134 opracowany przez zespół badawczy na Uniwersytecie Sun Yat Sen ma powierzchnię specyficzną dla BET 2800 m ²/g i selektywne wskaźnik separacji CO2/N2 120: 1. Materiał ten pokazuje potencjał zastosowania przemysłowego w dziedzinie oczyszczania gazu ziemnego.
3.2 Modyfikacja materiałów polimerowych
Jako grupa funkcjonalna łańcucha bocznego pirazol-3-karboksylowa ACD może wyposażać polimery o właściwości wykrywania fluorescencji. Kopolimer poli (pirazol karboksylowy akryloamid) opracowany przez East China University of Science and Technology ma limit wykrywania 0,2 μm dla Fe +., materiał ten osiąga hartowanie fluorescencji poprzez efekt PET wywołany przez chelat i może być stosowany w dziedzinie monitorowania środowiska.
3.3 Projekt materiału ciekłokrystalicznego
Pochodne ACD pirazolu-3-karboksylowe mogą być stosowane jako mezogeny do konstruowania w pobliżu krystalicznych ciekłych materiałów. Materiały serii PZ-LC opracowane przez Uniwersytet Tsinghua utrzymują stabilną fazę ciekłokrystaliczną w zakresie temperatur 25-65 stopni, z czasem reakcji milisekund. Materiał ten ma perspektywy zastosowania w dziedzinie elastycznych wyświetlaczy.
3.4 Modyfikacja powierzchni nanocząstek
Jako ligand chelatujący pirazol-3-karboksylowy ACD może modyfikować powierzchnię nanocząstek złota w celu zwiększenia biokompatybilności. Opracowany przez Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences aunps@Pz Materiał wykazał 8-krotny wzrost wydajności pobierania w komórkach HeLa. Materiał ten gromadzi się w miejscu guza poprzez efekt EPR i może być stosowany do terapii fototermicznej.
Synteza organiczna: Zastosowanie kluczowych pośrednich
4.1 Konstrukcja związków heterocyklicznych
Kwas pirazol-3-karboksylowy, jako prekursor, może uczestniczyć w reakcjach wieloskładnikowych w celu skonstruowania złożonych heterocykli. Reakcja kaskadowa UGI uśmiecha się opracowana przez zsyntetyzowane wieloskładnikowe pochodne pirymidyny z syntetyzowaną pirymidyną na Uniwersytecie Syczuana, przy użyciu kwasu pirazo-3-karboksylowego, aminę i izonitryl jako surowce, z wydajnością 82%.
4.2 Ligand Katalizatora Chiralnego
Poprzez asymetryczną reakcję uwodornienia pochodne pirazol-3-karboksylowe ACD mogą wytwarzać chiralne związki alkoholowe. System katalityczny IR PBBOX opracowany przez Massachusetts Institute of Technology może osiągnąć wartość EE 99% dla formanu cyjanopirazolowego pod ciśnieniem 10 atm H2. Ta reakcja ma szeroki zakres zastosowań w branży farmaceutycznej.
4.3 Całkowita synteza produktów naturalnych
Jako fragment podstawowy,Kwas 5-pirazolekarboksylowyjest zaangażowany w całkowitą syntezę różnych alkaloidów. Całkowita trasa syntezy (-)-cylindryki opracowana przez zespół badawczy na Uniwersytecie Harvarda, wykorzystując pirazol-3-karboksylowy ACD jako surowca, osiągnęła całkowitą wydajność 11% po 12 etapach reakcji. Ta trasa konstruuje centra chiralne poprzez kluczowe asymetryczne reakcje old diels.
4.4 Barwniki i sondy fluorescencyjne
Pochodne ACD pirazol-3-karboksylowe mogą konstruować sondy fluorescencyjne typu współczynnika poprzez efekt ICT. Sonda PZ-Bodipy opracowana przez Uniwersytet Wuhan ma limit wykrywania 5 nm dla GSH. Sonda została z powodzeniem zastosowana do obrazowania statusu redoks mitochondriów żywych komórek.
Inne innowacyjne obszary aplikacji
5.1 Materiały do magazynowania energii
Jako środki aktywne redoks, pochodne ACD pirazol-3-karboksylowe mogą zwiększyć wydajność superkapacitorów. Materiał kompozytowy PZ RGO opracowany przez Uniwersytet Nankai ma specyficzną pojemność 320f/g przy gęstości prądu 1A/g i stabilności cyklicznej wynoszącej ponad 10000 razy.
5.2 Dodatki do żywności
Jako gorzkie inhibitory smaku pochodne pirazol-3-karboksylowe ACD mogą poprawić smak żywności. N-podstawiony formamid pirazolu opracowany przez Nestle R&D Center może zwiększyć próg goryczy kofeiny o trzykrotnie przy dawce 0,01%.
5.3 Dodatki do oleju smarowego
Jako środki przeciwnikowe ekstremalnego ciśnienia, pochodne pirazol-3-karboksylowe ACD mogą tworzyć filmy ochronne na metalowych powierzchniach. Dodatek PZ-T305 opracowany przez SINOPEC zwiększa wartość PB oleju bazowego do 800N i jest odpowiednia do smarowania zębatego przekładni.
5.4 Środki do uzdatniania wody
Jako osady chelatujące, pochodne ACD pirazolu-3-karboksylowe mogą usunąć jony metali ciężkich. Materiał PZ-DTC opracowany przez Uniwersytet Tsinghua ma zdolność adsorpcyjną 245 mg/g dla HG ²+, która spełnia standardy uzdatniania wody pitnej.

Metoda 1:

Dodaj wodny roztwór KMNO4 (40,9 gramów, 0,26 moli) do mieszanego roztworu 3-metylo-1 (2) H-pirazolu (9,8 mililitrów, 0,12 moli) w 0,5 litra wody przy użyciu 1H-Pirazol-3-karboksylowego ACD. Ogrzewanie i refluks mieszanka przez 5 godzin. Ochłodzić, filtruj i skoncentruj czarne zawieszenie na niewielkiej objętości. Roztwór zakwaszono 3N HCl, a białą substancję stałą zebrano i przemyto ET2O w celu uzyskania tytułu złożonego pirazolu-3-karboksylowego ACD . 100% wydajności . 1 H NMR (DMSO-D6200MHz) δ 7,75 (d, J =1.5}, 1h) i 6,75 (D).
Metoda 2:
Rozpuścić 3-metylopyrazol (2,0G, 1,96 ml, 24,36 mmol) w 92 ml H2O i 46 ml pirydynie. Ciepło i refluks roztwór i dodaj KMNO4 (19,3G, 121,79 mmol) do partii. Ogrzewanie i refluks powstałą mieszaninę przez 45 minut, ochłodzić się do temperatury pokojowej i filtruj. Dokładnie umyj czarny osad gorącym H2O i dwukrotnie ekstrahuj filtrat octanem etylu (ETOAC). Następnie skoncentruj fazę wodną, aby uzyskać biały stały kwas pirazol-3-karboksylowy . 100%.

Dodaj odpowiedni acetal (2,0 mmol) i aceton (20 ml) do 50 ml okrągłej dolnej kolby. Dodaj do mieszaniny indu Trifluorometanesulfonian (III) (0,8%molowego). Reaguj w temperaturze pokojowej przez 8 godzin i monitoruj poprzez analizę HPLC i TLC. Usuń rozpuszczalnik po zakończeniu reakcji pod zmniejszonym ciśnieniem. Stosując heksan/octan etylu (gradient 20: 1 do 5: 1) jako eluent, produkt surowy oczyszczono metodą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (40G) w celu uzyskania produktu pirazol-3-karboksylowego ACD.
Dodaj 6,0 gramów (38,0 milimolów) permangananu potasu w partiach do roztworu 0,9 grama (6,4 miliarmola) hydrazyny III w 45 mililitrach wody, ciepło do 85-90 stopni C i utrzymuj mieszaninę w tej temperaturze przez 2 godziny. Odfiltruj osad tlenku manganu (IV) i umyj kilkoma częściami gorącej wody. Połącz filtrat z roztworem mycia, odparuj do 1/3 początkowej objętości, chłodzić i zakwaszić ze skoncentrowanym ACD chlorowodorowym, odfiltruj osad i sucha, aby uzyskać tytułowy związekKwas 5-pirazolekarboksylowy. Wydajność wynosi 0,5 g (69%).

Kwas 5-pirazolekboksylowy (C ₄ H ₄ N ₂ O ₂) jest ważnym heterocyklicznym związkiem kwasu karboksylowego szeroko stosowanego w dziedzinach medycyny, pestycydów i materiałów materiałowych. Jego struktura składa się z pierścienia pirazolowego (pięcioręczny pierścień heterocykliczny zawierający azot) i grupy kwasu karboksylowego (- COOH), posiadającego unikalne właściwości chemiczne i aktywność biologiczną.
Na przełomie XIX i XX wieku chemicy zaczęli badać reakcje funkcjonalizacyjne na pierścieniach pirazolowych.
W 1895 r. Arthur Hantzsch (1857–1935) poinformował o syntezie 3-pirazolekarboksylowego kwasu, ale 5-podstawiony kwas pirazolekarboksylowy nie został jeszcze odkryty. Ze względu na elektroniczne działanie pierścienia pirazolowego reakcja podstawy 5-pozycyjnej jest trudniejsza, więc synteza 5-pirazolekarboksylowego kwasu występuje później niż 3-isomer. Na początku XX wieku wydajność była niska.
W 1912 r. E. Buchta zgłosił metodę utleniania pirazolu-5-karboldehydu, ale metoda ta wytworzyła wiele produktów ubocznych i była trudna do oczyszczania.
W 1935 r. RH Wiley poprawiła metodę syntezy, stosując reakcję utleniania kwasu pirazol-5-borononowego w celu uzyskania wysokiej czystości 5-pirazolekarboksylowych kwasu.
W połowie XX wieku, wraz z opracowaniem technologii syntezy organicznej, metoda syntezy 5-pirazolekarboksylowych zoptymalizowano: w 1948 r. Hartough HAROUGH poinformował o reakcji karboksylacji w fazie gazowej pirazolu-5-litowej soli z CO ₂, z wydajnością wzrosła do 60%.
W 1957 r. RA Abramovitch opracował metodę karboksylacji odczynnika pirazol-5-grignard, co sprawiło, że warunki reakcji łagodniejsze.
Popularne Tagi: 5-pirazolekarboksylowy kwas CAS 1621-91-6, dostawcy, producenci, fabryka, hurtowa, kupna, cena, masa, na sprzedaż




