5-ピラゾレカルボン酸(ピラゾール-3-カルボン酸)、化学式C4H3N3O2、CAS 1621-91-6、白色結晶固体粉末。これは典型的なピラゾール化合物であり、広範な生物学的活性を持つ複素環式化合物です。ピラゾールリングの特性により、リング上の置換基を変更して、多くの誘導体をもたらす可能性があります。したがって、ピラゾール3-カルボキシルACDは、チオフェンおよび他の化合物の合成にさらに使用できます。室温と圧力では比較的安定していますが、高温、強いACD、またはアルカリの条件下で分解反応が発生する可能性があります。医薬品、農薬、染料などの細かい化学物質の重要な中間体であり、医学、農業、材料科学、環境などの複数の分野で適用価値があります。それに関する研究の深化により、ピラゾール-3-カルボキシルACDとその誘導体がより多くの分野でより重要な役割を果たすと考えられています。
化学式 |
C4H4N2O2 |
正確な質量 |
112 |
分子量 |
112 |
m/z |
112 (100.0%), 113 (4.3%) |
元素分析 |
C, 42.86; H, 3.60; N, 24.99; O, 28.55 |
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5-ピラゾレカルボン酸、5-ピラゾリンカルボン酸ACDとしても知られる多機能有機化合物として、医学、農業、材料科学などの複数の戦略分野に浸透し、ピラゾリンリングとカルボキシル基を含む有機化合物です。そのユニークな構造特性と化学的特性により、多くの分野で幅広い用途があります。
医療分野:創薬とセラピーの革新
1.1抗腫瘍薬の開発
ピラゾール-3-カルボキシル酸ACDスケルトンは、抗腫瘍薬の設計においてユニークな利点を示します。 CDK4/6阻害剤のコアフラグメントとして、マグネシウムイオンをキレート化することにより、キナーゼ触媒活性を破壊します。ファイザーによって開発されたPalbiclib(Pabosili)には、ピラゾール-3-カルボキシルACD構造が含まれています。これをレトロゾールと組み合わせて、ER+/HER2乳がん患者の進行性生存期間を24.8か月に延長できます。最新の研究では、ピラゾール環のC4位置にフッ素原子を導入すると、VEGFR {-2の選択的阻害が強化され、抗血管新生療法の新しい方向を提供することが示されています。
1.2抗ウイルス薬の合成
HIV -1インテグラゼ阻害剤の重要な薬物球として、ピラゾール-3-カルボキシルACDは、ウイルスDNAの結合部位を模倣することに作用します。日本の医薬品会社によって開発されたエファビレンツ(エファビレンツ)アナログは、ピラゾールリングとベンゾキサジノンを組み合わせて、薬物耐性株の阻害活性を12倍増加させます。抗HCV薬物研究では、ピラゾール{-3-カルボキシル酸誘導体は、NS5A阻害剤としてピコモルレベルの複製阻害活性を示します。
1.3神経変性疾患の治療
ピラゾール-3-カルボキシル酸誘導体によるMAO-Bの選択的阻害により、パーキンソン病の治療のための候補薬になります。イスラエルのTeva Pharmaceuticalsによって開発されたラサギリン(ラサギリン)類似体は、メトキシフェンエチル置換基を導入することにより、半減期を48時間に拡張します。前臨床研究では、この化合物がアルファシンクレイン凝集を大幅に減少させることができることが示されています。
1.4抗炎症性および免疫調節剤
NLRP3インフラマソーム阻害剤として、ピラゾール-3-カルボキシル誘導体誘導体は、ASCタンパク質オリゴマー化をブロックすることにより抗炎症効果を発揮します。ドイツのメルクによって開発されたMCC950アナログは、ひネギの関節炎モデルでIL -1分泌を89%減らすことができます。この化合物は現在、関節リウマチの第II相臨床試験中です。
農薬化学:効率的および低毒性製剤の開発
2.1殺虫剤の有効成分
ピラゾール{{0}}カルボン酸メチルエステル誘導体は、鱗pid目害虫に対する優れた胃毒性と接触殺人活性を示します。バイエル作物科学によって開発されたフィプロニルアナログは、トリフルオロメチル置換基を導入することにより、LD50(HouseFly)を0.3μg/個人に減少させます。その作用のメカニズムには、GABA受容体遮断が含まれ、昆虫のニューロンの過分極と死につながります。
2.2殺菌剤の分子設計
コハク酸デヒドロゲナーゼ阻害剤(SDHI)として、ピラゾール-3-カルボキシル酸誘導体は、灰色のカビに対してナノスケール阻害濃度を示します。シンジェンタによって開発されたビキサフェン(ピラゾールエーテル殺菌剤)アナログは、ピラゾールピリミジン環を導入することにより、薬剤耐性のリスクを70%減少させます。野外実験では、この化合物が小麦の粉状のカビに対する最大92%のコントロール効果を持っていることが示されています。
2.3除草剤相乗剤
ピラゾール-3-カルボキシル酸ACD誘導体とグリホサートの組み合わせは、プロトポルフィリンオキシダーゼの阻害効果を高めることができます。 Synergist Pyr -3 BASFによって開発されたのは、1:100の比率で雑草の死亡率を40%増加させました。その作用メカニズムには、植物のGSHレベルを調節し、活性酸素種の蓄積を加速することが含まれます。
2.4植物成長規制当局
エチレン受容体阻害剤として、ピラゾール{-3-カルボキシル酸誘導体は、根の発達を促進し、ストレス耐性を高めることができます。日本のSumitomo Chemicalが開発したProhexadioneアナログは、5ppmの濃度でイネの茎の強度を35%増加させることができます。この化合物は、GA生合成を調節することにより機能します。
材料科学:機能的材料の構築
3.1金属オーガニックフレームワーク(MOFS)材料
ピラゾール-3-カルボキシル酸ACDは、二学体リガンドとして、Zn²+やcu²+などの金属イオンとともに自己集合して、多孔質結晶材料を形成します。 Sun Yat Sen Universityの研究チームによって開発されたPCN -134材料は、2800m²/gのBET固有の表面積と120:1のCO2/N2選択的分離比を持っています。この材料は、天然ガス浄化の分野における産業用途の可能性を示しています。
3.2ポリマー材料の変更
サイドチェーン機能グループとして、ピラゾール{{{0}}}カルボキシルACDは、ポリマーを蛍光センシング特性に導くことができます。中国東中国科学技術大学が開発したポリ(ピラゾールカルボン酸アクリルアミド)共重合体の検出限界は、Fe³+で0.2μmです。この材料は、キレート化誘発PET効果を介して蛍光消光を達成し、環境監視の分野で使用できます。
3.3液晶材料設計
ピラゾール-3-カルボキシル酸ACD誘導体は、結晶性液晶材料の近くを構築するためにメソゲンとして使用できます。 Tsinghua大学によって開発されたPZ-LCシリーズ材料は、25-65程度の温度範囲で安定した液晶相を維持し、応答時間はミリ秒です。この素材には、柔軟なディスプレイの分野にアプリケーションの見通しがあります。
3.4ナノ粒子の表面修飾
キレートリガンドとして、ピラゾール{-3-カルボキシルACDは、金ナノ粒子の表面を変更して生体適合性を高めることができます。化学研究所、中国科学アカデミーAUNPS@PZによって開発された材料は、8-ヘラ細胞の取り込み効率の倍率の増加を示しました。この材料は、EPR効果を介して腫瘍部位に蓄積し、光熱療法に使用できます。
有機合成:重要な中間体の適用
4.1複素環化化合物の構造
ピラゾール-3-前駆体としてのカルボン酸は、複雑なヘテロサイクルを構築するための多成分反応に関与します。ピラゾール-3-カルボキシル酸、アミン、および生物材料として82%の収量としての等分材料としての等分石を使用して、1つのポットのマルチ置換ピラゾロ[1、5- a]ピリミジン誘導体が合成された四川大学によって開発されたカスケード反応は、82%を使用して1つのポットに合成されました。
4.2キラル触媒リガンド
非対称の水素化反応により、ピラゾール-3-カルボキシル酸誘導体はキラルアルコール化合物を生成できます。マサチューセッツ工科大学によって開発されたIR PBBox触媒システムは、10 ATM H2圧力の下で-Cyanopyrazole形成99%のEE値を達成できます。この反応には、製薬業界で幅広い用途があります。
4.3天然産物の合計
コアフラグメントとして、5-ピラゾレカルボン酸さまざまなアルカロイドの総合成に関与しています。 ( - ) - ハーバード大学の研究チームによって開発された( - ) - シルインディシンシン総合成ルート、ピラゾール-3-カルボキシルACDを原料として使用して、12ステップの反応後に総量の11%の収量を達成しました。このルートは、重要な非対称Dielsオルダー反応を通じてキラルセンターを構築します。
4.4染料と蛍光プローブ
ピラゾール-3-カルボキシル酸誘導体は、ICT効果により比率型蛍光プローブを構築できます。 Wuhan大学が開発したPZ-Bodipyプローブの検出限界は、GSHの5NMです。このプローブは、ライブ細胞ミトコンドリアの酸化還元状態のイメージングに正常に適用されています。
その他の革新的なアプリケーションエリア
5.1エネルギー貯蔵材料
酸化還元活性中心として、ピラゾール{-3-カルボキシル酸誘導体は、スーパーキャパシタの性能を向上させることができます。 Nankai Universityが開発したPZ RGO複合材料は、現在の1a/gの現在の密度で320F/gの特定の容量と、10000倍以上のサイクリング安定性を持っています。
5.2食品添加物
苦い味覚阻害剤として、ピラゾール{{{0}}}カルボキシル酸誘導体は食物風味を改善することができます。 Nestle R&Dセンターによって開発されたN置換ピラゾールホルムアミドは、0.01%の投与量でカフェインの苦味のしきい値を3倍増加させる可能性があります。
5.3潤滑油添加物
極度の圧力摩耗剤として、ピラゾール-3-カルボキシル酸誘導体は、金属表面に保護膜を形成できます。 Sinopecによって開発されたPZ-T305添加剤は、ベースオイルのPB値を800Nに増加させ、頑丈なギア潤滑に適しています。
5.4水処理剤
沈殿剤のキレートとして、ピラゾール{-3-カルボキシル酸誘導体は、重金属イオンを除去できます。 Tsinghua Universityが開発したPZ-DTC材料は、Hg²+の245mg/gの吸着能力があり、これは飲料水処理の基準を満たしています。
方法1:
kmno4(4 0。9グラム、0。26モル)の水溶液を3-メチル-1(2)H-ピラゾール(9.8ミリリットル、{13}}。 1H-ピラゾール-3-カルボキシルACD。混合物を5時間加熱して還流します。黒いサスペンションを少量に冷却し、フィルターし、集中させます。溶液を3N HClで酸性化し、形成された白色固体を収集し、ET2Oで洗浄して、表現化合物ピラゾール-3-カルボキシルACDを得ました。 100%の収量。 1H NMR(DMSO-D6200MHz)δ7.75(d、j =1。5Hz、1H)および6.75(d)。
方法2:
{{0}}}メチルピラゾール(2.0g、1.96 ml、24.36 mmol)92 ml H2Oおよび46 mLピリジンに溶解します。溶液を加熱して逆流し、バッチにKMNO4(19.3g、121.79mmol)を追加します。結果として生じる混合物を45分間熱と逆流し、室温から冷却し、フィルターします。黒い沈殿物を熱いH2Oで徹底的に洗浄し、酢酸エチル(ETOAC)でろ液を2回抽出します。次に、水相を濃縮して、白い固体ピラゾール-3-カルボン酸を得ます。 100%の収量。
適切な酢酸(2。0 mmol)とアセトン(2 0 ml)を50 mlの丸いフラスコに追加します。インジウムトリフルオロメタンスルホン酸(III)(0.8 mol%)を混合物に加えます。室温で8時間反応し、HPLCおよびTLC分析を監視します。反応が減圧下で完了した後、溶媒を除去します。ヘキサン/酢酸エチル(20:1〜5:1勾配)を溶離液として使用して、粗生成物をシリカゲル(40g)のカラムクロマトグラフィーで精製して、生成物ピラゾール-3-カルボキシルACDを取得しました。
バッチの溶液にバッチ中に過マダンガン酸カリウムの6。0グラム(38。0ミリモル)のパルマンガン酸カリウム({4}}}。マンガン酸化物(IV)の沈殿物を除外し、お湯をいくつか洗います。ろ液と洗浄溶液を組み合わせ、初期容量の1/3に蒸発し、濃縮塩酸ACDで冷却して酸性化し、沈殿物を除外し、乾燥させてタイトル化合物を取得します5-ピラゾレカルボン酸。収量は0。5g(69%)です。
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