Abstrak
CAS NO.288-94-8merujuk kepada 1H-Tetrazol, sebatian heterosiklik lima anggota dengan formula molekul CH₂N₄. Artikel ini meneroka sifat kimia asas, laluan sintesis, aplikasi farmaseutikal dan protokol keselamatan yang dikaitkan dengan blok binaan serba boleh ini. Topik utama termasuk peranannya sebagai bioisostere untuk asid karboksilik, fungsinya sebagai reagen gandingan dalam sintesis oligonukleotida, dan permintaannya yang semakin meningkat dalam pembangunan ubat. Soalan lazim mengenai penyimpanan, pengendalian dan klasifikasi kawal selia ditangani, menyediakan rujukan praktikal untuk penyelidik dan profesional industri yang bekerja dengan kompaun ini.
Jadual Kandungan
- Apakah Identiti Kimia 1H-Tetrazol dan Mengapa Ia Penting?
- Bagaimanakah 1H-Tetrazol Disintesis dan Apakah Pertimbangan Pengeluaran Utama?
- Di manakah 1H-Tetrazol Paling Lazim Digunakan dalam Penyelidikan Farmaseutikal dan Bioteknologi?
- Apakah Protokol Keselamatan dan Pengendalian yang Digunakan untuk 1H-Tetrazol?
- Apakah Peranan Yang Dimainkan 1H-Tetrazol dalam Terapi Oligonukleotida?
- Soalan Lazim
Klik mana-mana bahagian untuk melompat terus ke kandungannya
Apakah Identiti Kimia 1H-Tetrazol dan Mengapa Ia Penting?
Memahami identiti kimia sebatian adalah langkah pertama ke arah menghargai peranannya dalam sains moden. 1H-Tetrazol, didaftarkan di bawahCAS NO.288-94-8, ialah heterokitar kaya nitrogen yang telah mendapat kedudukan terbilang dalam kimia organik dan pembangunan farmaseutikal.
Seni Bina Molekul
Kompaun ini terdiri daripada cincin lima anggota yang mengandungi empat atom nitrogen dan satu atom karbon. Susunan ini mewujudkan sistem satah, aromatik yang kedua-duanya kekurangan elektron dan sangat stabil di bawah keadaan ambien. Formula molekul CH₂N₄ sepadan dengan berat molekul 70.05 g/mol, menjadikannya salah satu perancah heterosiklik paling ringan yang digunakan dalam kimia perubatan.
| Harta benda | Nilai | Kepentingan |
|---|---|---|
| Formula Molekul | CH₂N₄ | Kandungan nitrogen yang tinggi membolehkan kereaktifan yang pelbagai |
| Berat Molekul | 70.05 g/mol | Jisim rendah menggemari penggabungan sintetik yang cekap |
| Takat Lebur | 156–158 °C | Pepejal kristal, stabil pada suhu bilik |
| Takat Didih | 220 °C | Mengurai pada suhu tinggi |
| Ketumpatan | 0.798 g/mL pada 20 °C | Bahan kristal ringan |
| pKa | 4.9 pada 25 °C | Lemah berasid; membolehkan pemindahan proton dalam tindak balas gandingan |
| Keterlarutan Air | Larut | Memudahkan pemprosesan akueus dalam sistem biologi |
| Penampilan | Serbuk kristal putih hingga kuning muda | Penunjuk praktikal ketulenan dan keadaan pengendalian |
Nilai pKa 4.9 amat perlu diberi perhatian. Ia meletakkan 1H-Tetrazol dalam julat yang membolehkannya berfungsi sebagai penderma proton yang berkesan dalam keadaan sederhana, yang penting untuk peranan pemangkinnya dalam kimia fosforamidit.
Kepentingan Bioisosterik
Salah satu sebab yang paling menarik penyelidik mencari 1H-Tetrazol adalah keupayaannya untuk berfungsi sebagai bioisostere untuk kumpulan karboksilat. Ini bermakna ia boleh menggantikan bahagian asid karboksilik dalam molekul ubat sambil mengekalkan atau bahkan meningkatkan aktiviti biologi yang diingini. Tidak seperti asid karboksilik, yang boleh menjadi labil secara metabolik dan terdedah kepada pembersihan yang cepat, sebatian yang mengandungi tetrazol sering menunjukkan kestabilan metabolik yang lebih baik dan profil lipofilisiti yang diubah. Sifat ini telah menjadikan 1H-Tetrazol sebagai perancah berharga dalam reka bentuk perencat enzim, antagonis reseptor dan agen aktif farmakologi yang lain.
Sinonim dan Maklumat Pendaftaran
- 1H-1,2,3,4-Tetrazol: Nama sistematik yang mencerminkan kedudukan hidrogen
- 2H-Tetrazol: Bentuk tautomer yang biasa ditemui dalam larutan
- Tetraazacyclopentadiene: Nama deskriptif yang menyerlahkan komposisi cincin
- 1,2,3,4-Tetrazol: Penomboran cincin dipermudahkan
Kompaun itu membawa nombor EC 206-023-4 dan sebutan RTECS UW7370000. Pengecam ini membolehkan badan kawal selia dan profesional keselamatan menjejak bahan tersebut merentas pangkalan data antarabangsa dan rangka kerja pematuhan.
Bagaimanakah 1H-Tetrazol Disintesis dan Apakah Pertimbangan Pengeluaran Utama?
Sintesis 1H-Tetrazol memberikan cabaran unik kerana kandungan nitrogen yang tinggi dan sifat bertenaga sistem gelang yang terhasil. Kaedah pengeluaran berskala industri dan makmal mesti mengimbangi kecekapan hasil dengan kawalan keselamatan yang ketat.
Laluan Sintetik Biasa
Sintesis makmal yang paling meluas digunakan melalui tindak balas natrium azida dengan hidrogen sianida atau prekursor nitril yang sesuai di bawah keadaan terkawal. Laluan alternatif melibatkan kitaran derivatif hidrazin dengan asid nitrus atau penguraian terma kompleks azida logam. Setiap laluan membawa kelebihan dan had yang berbeza berkenaan kebolehskalaan, kos dan profil keselamatan.
- Azide-nitrile cycloaddition: Pendekatan ini menawarkan ekonomi atom yang tinggi dan kerap digunakan untuk penyediaan skala makmal. Kawalan suhu yang ketat adalah penting untuk mengelakkan tindak balas lari.
- Kitaran berasaskan hidrazin: Menyediakan akses kepada tetrazol yang digantikan dengan regiokimia yang ditentukan, walaupun penggunaan hidrazin memperkenalkan keperluan pengendaliannya sendiri.
- Laluan pemangkin logam: Metodologi baru muncul menggunakan pemangkin logam peralihan untuk memudahkan pembentukan tetrazol dalam keadaan yang lebih ringan, mengurangkan input tenaga dan meningkatkan selektiviti.
Pengeluaran komersil biasanya melibatkan tindak balas natrium azida dengan trietil ortoformat atau orthoester yang berkaitan, diikuti dengan pengasidan untuk membebaskan tetrazol bebas. Produk kemudian ditulenkan melalui penghabluran semula atau pemejalwapan untuk mencapai tahap ketulenan tinggi yang diperlukan untuk aplikasi farmaseutikal.
Spesifikasi Ketulenan dan Kualiti
Untuk kegunaan penyelidikan dan farmaseutikal, 1H-Tetrazol biasanya dibekalkan dengan spesifikasi ketulenan 98% atau lebih tinggi. Kompaun boleh disediakan sebagai pepejal kristal atau sebagai larutan piawai dalam asetonitril, biasanya pada kepekatan 0.45 M atau 3–4% mengikut berat. Formulasi penyelesaian menawarkan kemudahan untuk pensintesis oligonukleotida automatik, di mana penghantaran aktivator yang tepat adalah penting untuk kecekapan gandingan.
| Borang | Spesifikasi Biasa | Konteks Aplikasi |
|---|---|---|
| Pepejal Kristal | ≥98% ketulenan | Sintesis organik am, piawaian rujukan |
| Penyelesaian asetonitril | 0.45 M kepekatan | Pengaktif pensintesis DNA/RNA |
| Penyelesaian asetonitril | 3–4% b/b | Pengeluaran oligonukleotida berskala besar |
| Gred Sublim | ≥99% ketulenan | Aplikasi khusus yang memerlukan ketulenan ultra tinggi |
Di manakah 1H-Tetrazol Paling Lazim Digunakan dalam Penyelidikan Farmaseutikal dan Bioteknologi?
Beberapa perancah heterosiklik menikmati keluasan aplikasi yang diperintahkan oleh 1H-Tetrazol. Kehadirannya merangkumi dari sintesis ubat blockbuster kepada penghasilan terapeutik oligonukleotida yang menyelamatkan nyawa.
Peranan Perantaraan Farmaseutikal
Kompaun ini berfungsi sebagai perantara kritikal dalam pembuatan beberapa farmaseutikal yang dipasarkan. Satu contoh yang ketara ialah cenobamate, agen antiepileptik yang diluluskan untuk rawatan sawan separa permulaan. Bahagian tetrazol menyumbang kepada profil farmakologi ubat dengan memodulasi interaksinya dengan saluran natrium. Di luar cenobamate, 1H-Tetrazol muncul dalam laluan sintetik untuk agen antihipertensi, penyekat reseptor angiotensin II dan pelbagai perencat enzim.
Sintesis Oligonukleotida
Dalam sektor bioteknologi, 1H-Tetrazol sangat diperlukan sebagai reagen gandingan untuk penyediaan polinukleotida. Semasa sintesis oligonukleotida fasa pepejal, derivatif tetrazol bertindak sebagai pengaktif, memudahkan gandingan monomer fosforamidit kepada rantai oligonukleotida yang semakin meningkat. Tindak balas ini adalah asas kepada penghasilan oligonukleotida antisense, terapeutik siRNA, dan RNA panduan CRISPR.
Permintaan untuk 1H-Tetrazol dalam aplikasi ini telah berkembang dengan ketara apabila pasaran terapeutik oligonukleotida telah berkembang. Syarikat yang mengeluarkan terapi lanjutan ini bergantung pada penyelesaian pengaktif ketulenan tinggi yang konsisten untuk mengekalkan kecekapan gandingan melebihi 99% setiap langkah, yang penting untuk menghasilkan jujukan oligonukleotida penuh.
Sains Bahan dan Seterusnya
- Bahan bertenaga: Kandungan nitrogen yang tinggi menjadikan derivatif tetrazol sebagai calon yang menarik untuk propelan dan penjana gas, walaupun pertimbangan keselamatan mengehadkan penggunaan yang meluas.
- Rangka kerja logam-organik: ligan berasaskan tetrazol menyumbang kepada pembinaan polimer koordinasi berliang dengan aplikasi yang berpotensi dalam penyimpanan gas dan pemangkinan.
- Pembangunan agrokimia: Perancah muncul dalam reka bentuk racun perosak dan racun herba baru, di mana kestabilan metaboliknya adalah berfaedah.
- Pengimejan diagnostik: Sebatian yang mengandungi tetrazol diterokai sebagai ligan untuk pengesan tomografi pelepasan positron.
Apakah Protokol Keselamatan dan Pengendalian yang Digunakan untuk 1H-Tetrazol?
Pengendalian 1H-Tetrazol yang betul tidak boleh dirunding. Kompaun ini menimbulkan bahaya fizikal dan kesihatan yang memerlukan perhatian yang teliti terhadap protokol keselamatan yang ditetapkan.
Klasifikasi Bahaya
Di bawah Sistem Terharmoni Global, 1H-Tetrazol diklasifikasikan sebagai bahan letupan dalam Bahagian 1.1, membawa pernyataan bahaya H201 untuk bahaya letupan besar-besaran. Kompaun ini juga berbahaya jika tertelan (H302) dan menyebabkan kerengsaan mata yang serius (H319). Apabila dilarutkan dalam asetonitril, formulasi menjadi cecair mudah terbakar, memperkenalkan bahaya kebakaran dan wap tambahan.
| Jenis Bahaya | Pengelasan | Langkah Berjaga-jaga yang Diperlukan |
|---|---|---|
| Sifat Letupan | Bahagian 1.1, H201 | Jauhkan daripada kejutan, geseran dan sumber haba |
| Ketoksikan Akut | Kategori 4, H302 | Elakkan pengingesan; gunakan PPE yang sesuai |
| Kerengsaan Mata | Kategori 2, H319 | Pakai cermin mata keselamatan bahan kimia |
| Kemudahbakaran | H225 (penyelesaian) | Simpan jauh dari sumber pencucuhan; peralatan tanah |
Penyimpanan dan Kestabilan
Pepejal kristal harus disimpan di kawasan yang sejuk, kering, dan berventilasi baik, jauh dari haba dan cahaya matahari langsung. Bekas mesti kekal tertutup rapat untuk mengelakkan penyerapan lembapan. Kompaun ini stabil pada suhu bilik apabila disimpan dengan betul, tetapi pendedahan kepada suhu tinggi yang menghampiri titik penguraiannya iaitu 220 °C boleh mencetuskan penguraian yang ganas. Formulasi penyelesaian dalam asetonitril memerlukan penyimpanan di bawah gas lengai dan perlindungan daripada cahaya untuk mengekalkan integriti.
Peralatan Pelindung Diri
- Cermin mata keselamatan kimia atau pelindung muka untuk perlindungan mata
- Sarung tangan nitril atau neoprena untuk perlindungan tangan
- Kot makmal atau apron tahan api
- Perlindungan pernafasan apabila mengendalikan serbuk atau bekerja di kawasan pengudaraan yang buruk
- Peralatan pembumian dan ikatan semasa memindahkan penyelesaian
Bekerja dengan 1H-Tetrazol hendaklah dijalankan dalam hud wasap atau ruang pengudaraan yang baik. Kuantiti hendaklah dihadkan kepada minimum yang diperlukan untuk tugasan itu, dan bahan pembendungan tumpahan yang sesuai hendaklah sedia ada.
Apakah Peranan Yang Dimainkan 1H-Tetrazol dalam Terapi Oligonukleotida?
Bidang oligonukleotida terapeutik telah mengalami pertumbuhan yang luar biasa, dan 1H-Tetrazol berada di tengah-tengah proses pembuatan yang membolehkan ubat-ubatan ini.
Mekanisme Pengaktifan
Semasa sintesis oligonukleotida fosforamidit, langkah gandingan memerlukan pengaktifan monomer fosforamidit untuk memudahkan serangan nukleofilik oleh kumpulan hidroksil terminal rantai yang semakin meningkat. 1H-Tetrazol mencapai ini dengan memprotonasi kumpulan diisopropilamino fosforamidit, menukarkannya kepada kumpulan keluar yang sesuai. Spesies yang diaktifkan kemudian bertindak balas dengan cepat dengan kumpulan hidroksil, membentuk hubungan triester fosfit yang mentakrifkan tulang belakang oligonukleotida.
Keperluan Prestasi
Kecekapan tindak balas gandingan ini secara langsung menentukan hasil dan kualiti oligonukleotida akhir. Malah pengurangan kecil dalam sebatian kecekapan gandingan merentasi panjang jujukan, mengakibatkan produk terpotong atau gagal. Akibatnya, pengeluar menuntut penyelesaian 1H-Tetrazol yang memenuhi spesifikasi ketat untuk kepekatan, kandungan air dan pencemaran zarah.
| Parameter | Keperluan Biasa | Kesan terhadap Sintesis |
|---|---|---|
| penumpuan | 0.45 M ± 0.02 M | Memastikan pengaktifan stoikiometrik |
| Kandungan Air | ≤60 ppm | Menghalang hidrolisis fosforamidit |
| Zarah | 0.2 μm ditapis | Melindungi injap dan talian pensintesis |
| warna | Jelas, tidak berwarna | Penunjuk kesucian dan kestabilan |
Konteks Pasaran
Pasaran global untuk 1H-Tetrazol bernilai kira-kira USD 215.4 juta pada tahun 2025 dan dijangka mencapai USD 412.7 juta menjelang 2034, berkembang pada kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 7.7%. Trajektori pertumbuhan ini mencerminkan peningkatan bilangan terapi berasaskan oligonukleotida yang memasuki pembangunan klinikal dan permintaan yang sepadan untuk reagen sintesis berkualiti tinggi.
Soalan Lazim
Apabila langkah berjaga-jaga yang sesuai dipatuhi, 1H-Tetrazol boleh dikendalikan dengan selamat di makmal yang serba lengkap. Keperluan utama termasuk bekerja dalam tudung wasap, memakai peralatan pelindung diri yang sesuai, dan meminimumkan kuantiti. Pengelasan bahan letupan di bawah GHS bermakna kejutan, geseran dan haba mesti dielakkan semasa pengendalian dan penyimpanan. Formulasi penyelesaian dalam asetonitril mengurangkan risiko penjanaan habuk tetapi memperkenalkan kebimbangan mudah terbakar yang memerlukan pembumian dan pengudaraan yang betul.
Pepejal berhablur stabil pada suhu bilik apabila disimpan dalam bekas bertutup rapat dan dilindungi daripada kelembapan dan cahaya. Tiada penyejukan diperlukan dalam keadaan biasa. Rumusan larutan dalam asetonitril hendaklah disimpan di bawah gas lengai pada suhu ambien, jauh dari sumber pencucuhan dan cahaya matahari langsung. Pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi harus dielakkan untuk mengelakkan penguraian.
Cincin tetrazol meniru sifat spatial dan elektronik kumpulan karboksilat sambil menawarkan kestabilan metabolik yang unggul. Asid karboksilik selalunya tertakluk kepada konjugasi cepat dan pembersihan buah pinggang, mengehadkan tempoh tindakannya. Sebatian yang mengandungi tetrazol menentang laluan metabolik ini, yang membawa kepada profil farmakokinetik yang lebih baik. Selain itu, kumpulan tetrazol kurang berasid daripada asid karboksilik (pKa 4.9 vs. lebih kurang 4.2), yang boleh mempengaruhi kebolehtelapan membran dan ciri pengikat reseptor.
5-Tetrazol yang digantikan membawa kumpulan berfungsi pada atom karbon cincin, yang mengubah sifat sterik dan elektroniknya. Walaupun 1H-Tetrazol yang tidak digantikan berfungsi terutamanya sebagai agen gandingan dan prekursor bioisostere, varian 5-tergantikan selalunya merupakan farmakofor terakhir dalam molekul ubat. Laluan sintetik ke sebatian ini biasanya melibatkan kimia sikloaddisi berasaskan azida yang sama tetapi memerlukan nitril permulaan atau orthoester yang berbeza.
Pembekal yang bereputasi menyediakan Sijil Analisis yang mendokumentasikan ketulenan, kandungan air dan kaedah analisis, bersama-sama dengan Helaian Data Keselamatan yang memperincikan klasifikasi bahaya, langkah berjaga-jaga pengendalian dan langkah pertolongan cemas. Untuk formulasi penyelesaian, SDS harus menangani kedua-dua komponen tetrazol dan pelarut asetonitril. Dokumentasi tambahan mungkin termasuk helaian data teknikal yang menyatakan syarat penyimpanan yang disyorkan dan maklumat keserasian.
Ya, 1H-Tetrazol larut dalam air dan boleh mengambil bahagian dalam sistem tindak balas akueus. Walau bagaimanapun, kehadiran air boleh mengganggu aplikasi tertentu, terutamanya dalam sintesis oligonukleotida di mana keadaan kontang adalah penting. Untuk transformasi organik am di mana air boleh diterima, keadaan akueus mungkin menawarkan kelebihan dari segi kos dan kesan alam sekitar.
Mencari bekalan 1H-Tetrazol ketulenan tinggi dan blok binaan heterosiklik yang berkaitan?Farmaseutikal Run'anmemberikan kualiti yang konsisten yang disokong oleh ujian analisis yang ketat dan sokongan teknikal yang responsif.
Hubungi Kami Hari Ini
