Azodicarboxilat de dibenzil, Fórmula molecular C16H14N2O4, CAS 2449-05-0. Apareix com una pols cristal·lina de color groc a taronja a temperatura i pressió ambient. És un tipus de compost que conté grups funcionals azo i carboxil. A causa de les seves propietats electròniques i estructurals úniques, els èsters dialquílics d'àcid azodicarboxílic s'han utilitzat àmpliament com a reactius multifuncionals en síntesi orgànica, especialment en reaccions de bookitsunobu MChemical, amonificació de compostos carbonílics, amonificació d'hidrocarburs insaturats i síntesi de compostos heterocíclics. A més, els èsters d'àcid azodicarboxílic també poden servir com a oxidants per a les reaccions d'oxidació de deshidrogenació d'alcohols i amines. Àmpliament utilitzat en reaccions de Mitsunobu i reaccions de funcionalització carboxil, es pot aplicar a la modificació i derivatització de molècules de fàrmacs, molècules bioactives i molècules de pesticides.
|
|
|
|
Fórmula química |
C16H14N2O4 |
|
Missa exacta |
298 |
|
Pes molecular |
298 |
|
m/z |
298 (100.0%), 299 (17.3%), 300 (1.4%) |
|
Anàlisi elemental |
C, 50.44; H, 5.75; N, 12.61; O, 26.40; S, 4.81 |
DBAD té una àmplia gamma d'aplicacions, que abasten múltiples camps com ara la síntesi orgànica, la química medicinal, la ciència dels materials, la química del sucre i la catàlisi asimètrica. El seu valor fonamental rau en la seva reactivitat única com a reactiu bifuncional.
El DBAD té el paper de "connector molecular" en la síntesi orgànica, i els seus grups èsters azo i carboxílics poden participar en diverses reaccions clau per aconseguir la construcció d'enllaços de carboni i nitrogen de carboni, així com la modificació de l'esquelet molecular.
1. Reacció de Mitsunobu
El DBAD és el reactiu bàsic de la reacció de Mitsunobu, que converteix els grups hidroxil d'alcohol en bons grups sortints (com fosfonats) mitjançant l'efecte sinèrgic de la trifenilfosfina (PPh3) i el DBAD, aconseguint així l'acoblament estereoselectiu d'alcohols amb reactius nucleofílics, com ara carboxílics, àcids, etc.
Per exemple, en la síntesi d'intermedis de fàrmacs quirals, la reacció de Mitsunobu pot construir estructures clau com ara - aminoalcohols i - hidroxiàcids, amb un alt rendiment i una excel·lent estereoselectivitat.
2. Reacció de funcionalització del carboxil
El DBAD pot convertir els àcids carboxílics en anhídrids mixtos més actius (com l'anhídrid de benciloxicarbonil) per a la modificació d'aminoàcids, pèptids i nucleòsids. Per exemple, en la síntesi de pèptids, DBAD serveix com a reactiu de grup protector que pot protegir selectivament els grups amino o carboxil, evitant reaccions secundaries i millorant l'eficiència de la síntesi.
3. [4+2] reacció de cicloaddició
El DBAD pot experimentar una reacció de cicloaddició [4+2] amb derivats d'hidrats de carboni (com el glicerol) per generar compostos de 2-aminoglucòsids. Aquest tipus de reaccions és de gran importància en la glicoquímica i es pot utilitzar per sintetitzar glicoconjugats bioactius, com ara antibiòtics i fàrmacs antivirals.
4. Reacció de ciclació d'addició en sèrie asimètrica
Sota la catàlisi de coure (Cu) o pal·ladi (Pd), DBAD pot participar en la reacció asimètrica de ciclació d'addició en tàndem de 2- (2', 3' - dienil) - - cetoèsters amb halogenurs orgànics, construint eficientment derivats de pirazol òpticament actius. Aquests compostos tenen aplicacions potencials en química medicinal, com ara inhibidors d'enzims o lligands receptors.
Química medicinal: una eina clau per a la modificació molecular dels fàrmacs
L'aplicació de DBAD en l'àmbit farmacèutic se centra en la modificació estructural i derivatització de molècules de fàrmacs, mitjançant la introducció de grups protectors de benciloxicarbonil (Cbz) o participant en passos clau de reacció, per millorar l'estabilitat, l'activitat i la biodisponibilitat dels fàrmacs.
1. Protectors d'aminoàcids i pèptids
El DBAD, com a font de grups protectors de Cbz, pot protegir selectivament els grups amino o carboxil dels aminoàcids per evitar reaccions secundaries durant la síntesi de pèptids. Per exemple, en la síntesi de pèptids en fase sòlida-(SPPS), els grups protectors de Cbz es poden eliminar en condicions suaus (com la hidrogenòlisi) per evitar danys a altres parts de la cadena peptídica.
2. Síntesi d'intermedis de fàrmacs
El DBAD es pot utilitzar per sintetitzar derivats heterocíclics com l'indol i l'azacè, que tenen activitats potencials com inhibir la producció de fosfolipasa, antibacterians i tractar la diabetis i l'aterosclerosi. Per exemple, mitjançant la reacció de cicloaddició que implica DBAD, es poden construir esquelets heterocíclics amb estereoconfiguracions específiques, proporcionant molècules candidates estructuralment diverses per al cribratge de fàrmacs.
3. Modificació de molècules bioactivas
DBAD pot modificar els grups funcionals de molècules bioactives (com ara nucleòsids i sucres) per millorar la seva capacitat d'unió amb molècules diana. Per exemple, en el desenvolupament de fàrmacs antivirals, les reaccions de glicosilació mediades per DBAD poden optimitzar l'estereoconfiguració dels anàlegs de nucleòsids i millorar la seva activitat inhibidora contra polimerases virals.
Ciència dels materials: modificació funcional de materials polimèrics
L'aplicació de DBAD a la ciència dels materials se centra principalment en la síntesi i modificació de materials polimèrics. En introduir grups azo o grups benciloxicarbonil, els materials estan dotats d'una fotoresponsivitat, estabilitat tèrmica i propietats mecàniques úniques.
1. Catalitzador de polímer
El DBAD es pot utilitzar com a iniciador de radicals lliures per a la reacció de polimerització de fibres sintètiques termoplàstiques com el poliacrilonitril i el polièster. El seu grup azo es descompon en condicions de calor o llum per generar radicals lliures, provocant la polimerització dels monòmers. Al mateix temps, el benziloxicarbonil pot regular la distribució del pes molecular i l'estereoregularitat del polímer.
2. Agent d'escuma de polímer d'escuma
El DBAD es pot utilitzar com a agent d'escuma per preparar polímers d'escuma de -baixa densitat (com ara el poliuretà i el poliestirè). Durant l'escalfament, el DBAD es descompon per produir nitrogen i altres gasos, que expandeixen el polímer fos per formar una estructura porosa. Al mateix temps, els productes de degradació del benciloxicarbonil poden millorar les propietats mecàniques i la resistència a la calor de l'escuma.
3. Síntesi de polímers funcionals
La reacció de cicloaddició que implica DBAD es pot utilitzar per sintetitzar materials polimèrics amb fotosensibilitat. Per exemple, mitjançant la reacció de cicloaddició [4+2] entre monòmers de DBAD i diè, es poden construir cadenes de polímers que contenen estructures d'azobenzè. Aquests materials poden patir una isomerització cis trans sota irradiació de llum i s'utilitzen en camps com l'alliberament fotocontrolat de fàrmacs i els dispositius fotocròmics.
Glicoquímica: síntesi eficient de derivats d'hidrats de carboni
El DBAD té el paper de "reactiu de glicosilació" en glicoquímica, aconseguint una modificació precisa de les estructures de glicació i la síntesi de conjugats de sucre mitjançant reaccions de cicloaddició amb derivats de sucre.
1. Síntesi de 2-Aminoglucòsids
La reacció de cicloaddició [4+2] entre DBAD i glicerol (com ara sucres 1,2-insaturats) és un mètode clàssic per sintetitzar 2-aminoglucòsids. Aquest tipus de reacció té condicions suaus, rendiments elevats i pot introduir grups protectors diversos (com el benciloxicarbonil), proporcionant intermedis clau per a la síntesi de fàrmacs d'hidrats de carboni.
2. Construcció d'aminoàcids C-glicosilats
El DBAD, com a reactiu electròfil, pot participar en la reacció d'aminació - catalitzada per prolina del C-glicosilaldehid per sintetitzar els aminoàcids C{-glicosil -. Aquests compostos tenen un valor important en la síntesi total de productes naturals i en el desenvolupament de fàrmacs, com ara servir com a anàlegs d'antibiòtics glicopèptids, que poden millorar la seva activitat i estabilitat antibacteriana.
3. Modificació dels conjugats de sucre
El DBAD es pot utilitzar per a reaccions d'acoblament entre sucres i biomolècules, com ara proteïnes i àcids nucleics, mitjançant la formació d'enllaços glicosídics o amida per construir conjugats de sucre (com les glicoproteïnes i els àcids nucleics). Aquest tipus de modificació pot regular l'activitat biològica, l'estabilitat i les propietats farmacocinètiques de les biomolècules, proporcionant eines importants per als biofarmacèutics.
Azodicarboxilat de dibenzil(DBAD) és un compost àmpliament utilitzat en la síntesi orgànica, utilitzat habitualment en la fotopolimerització, les reaccions de reticulació i les reaccions d'intercanvi d'èsters. El mètode de síntesi es basa normalment en la hidròlisi de l'azodicarbonamida (ADCA) i la posterior reacció d'esterificació.
L'azodicarboxilat de dibenzil, també conegut com a azodicarboxilat de dibenzil, és un sòlid groc o taronja a temperatura i pressió ambient. L'èster dibenzil azodicarboxilat pertany als derivats azoics i es pot utilitzar com a reaccions de síntesi orgànica i agents de condensació químics medicinals. S'utilitza àmpliament en reaccions de Mitsunobu i reaccions de funcionalització carboxil, i es pot aplicar a la modificació i derivatització de molècules de fàrmacs, molècules bioactives i molècules de pesticides.
Conversió d'aplicacions
Afegiu 13,6 mmol d'azodicarboxilat de dibenzil a una solució de 6,79 mmol d'alcohol 2-iodo-alil i 13,6 mmol de trifenilfosfina en tetrahidrofurà (35 mL), agiteu la mescla de reacció a temperatura zero durant 30 minuts i, a continuació, augmenteu lentament la reacció fins a temperatura ambient 36 hores. Després d'agitar durant 36 hores, la mescla de reacció es va concentrar al buit i el residu resultant es va purificar per cromatografia en columna de gel de sílice (èter de petroli: acetat d'etil, 8:1) per obtenir el producte objectiu.
Dissol el catalitzador quiral i l'acetaldehid (2,0 mmol) en diclorometà (0,5 mL), refredar el sistema de reacció a 0 graus C i afegir 0,5 mmol d'azodicarboxilat de dibenzil a la mescla a 0 graus C mentre s'agita. Després de confirmar el consum d'azodicarboxilat de dibenzil mitjançant una placa TLC, es va afegir una solució de metanol de borohidrur de sodi (0,5 mmol, 20 mg) al sistema de reacció mentre s'agitava a 0 graus C. Després d'agitar durant 5 minuts, es va afegir 1,0 ml de solució aquosa de NH4Cl per apagar el sistema de reacció. Extraieu la barreja de reacció amb acetat d'etil (2 × 10 ml), esbandiu la capa orgànica amb salmorra i assequeu la capa orgànica amb MgSO4 anhidre. Filtrar la capa orgànica, concentrar el filtrat al buit i purificar el producte brut mitjançant cromatografia en columna de gel de sílice utilitzant acetat d'etil/n-hexà (1:8 a 1:4) per obtenir el producte objectiu.
Els perills de l'azodicarboxilat de dibenzil són un problema complex i polifacètic, que implica múltiples aspectes com la salut humana, la seguretat ambiental i els riscos potencials durant el funcionament. A continuació es mostra una ampliació detallada de la seva nocivitat:
Dany per a la salut humana
Irritació de la pell i reaccions al·lèrgiques:
L'èster dibenzil azodicarboxilat pot provocar reaccions d'irritació com envermelliment, inflor, dolor, picor, etc. en contacte directe amb la pell.
L'exposició a llarg termini o repetida pot provocar sensibilització de la pell i augmentar el risc de reaccions al·lèrgiques a altres substàncies.
Estimulació del sistema respiratori:
La inhalació del vapor o la pols de l'azodicarboxilat de dibenzil pot causar irritació respiratòria, donant lloc a símptomes com tos, dificultat per respirar i molèsties a la gola.
La inhalació a llarg termini pot causar danys crònics al sistema respiratori.
Impacte en la salut:
L'exposició a llarg termini o la inhalació d'aquesta substància pot causar danys a òrgans com el fetge i els ronyons del cos humà.
Els estudis han demostrat que l'azodicarboxilat de dibenzil o els seus metabòlits poden ser cancerígens i suposar una amenaça potencial per a la salut humana.
Irritació ocular:
Després d'entrar als ulls, aquesta substància pot causar una forta irritació, provocant dolor ocular, llagrimeig, enrogiment i fins i tot danys a la còrnia.
Riscos ambientals
L'èster dibenzil azodicarboxilat és difícil de degradar en el medi ambient i pot causar contaminació a l'aigua, el sòl i l'aire.
Un cop entra a la massa d'aigua, la substància pot acumular-se i amplificar-se a través de la cadena alimentària, causant danys als organismes aquàtics.
L'acumulació al sòl pot provocar la contaminació del sòl, afectant el creixement de les plantes i l'equilibri ecològic del sòl.
Riscos potencials durant el procés d'operació
Risc d'explosió:
La molècula d'azodicarboxilat de dibenzil conté grups azo, que són sensibles a la llum i representen un risc potencial d'explosió en col·lisions greus.
Durant l'emmagatzematge, el transport i l'ús, cal seguir estrictament els procediments operatius de seguretat per evitar accidents d'explosió.
Risc de fuites:
La ruptura del contenidor, les fuites o el funcionament inadequat poden provocar la fuita d'azodicarboxilat de dibenzil al medi ambient, causant contaminació ambiental i danys personals.
Precaucions de seguretat
Per reduir els perills de l'azodicarboxilat de dibenzil, s'han de prendre les precaucions de seguretat següents:
Protecció personal:
Utilitzeu equips de protecció personal adequats durant l'ús, l'emmagatzematge i el transport, com ara guants de protecció, ulleres, equips de protecció respiratòria, etc.
Emmagatzematge i transport:
Emmagatzemar en un lloc fresc, sec i ben ventilat, lluny de fonts de foc i calor.
Durant el transport, assegureu-vos que el contenidor estigui segellat per evitar fuites i col·lisions.
Normes de funcionament:
Seguiu estrictament les instruccions de seguretat del producte i els procediments operatius per evitar operacions no autoritzades.
Durant l'operació, mantenir neta l'àrea de treball i netejar ràpidament les fuites.
Formació i millora de la sensibilització:
Proporcionar formació en seguretat al personal rellevant per millorar la seva consciència i capacitat de prevenció dels perills de l'azodicarboxilat de dibenzil.
Realitzeu regularment simulacres d'emergència per millorar la capacitat de respondre a esdeveniments inesperats.
En resum, no es pot ignorar la nocivitat de l'azodicarboxilat de dibenzil. Per garantir la salut humana, la seguretat ambiental i la seguretat durant l'operació, s'han de prendre precaucions de seguretat i procediments operatius estrictes.
Etiquetes populars: azodicarboxilat de dibenzil cas 2449-05-0, proveïdors, fabricants, fàbrica, venda a l'engròs, compra, preu, a granel, en venda