4-כלורופירזולהיא תרכובת אורגנית עם CAS 15878-00-9 ונוסחה מולקולרית C3H3ClN2. אבקה לבנה עד אפרפרה, שהיא מצב פיזי שכיח. אינו מסיס במים, אך יכול להיות מסיס ברוב הממיסים האורגניים כגון אלכוהול, אתרים, קטונים, אסטרים וכו'. מאפיין זה הופך אותו לממס טוב לתגובות כימיות מסוימות. בכרומטוגרפיה של שכבה דקה, 4 chloropyrazole בדרך כלל מציג כתם בודד, המעיד על הטוהר הגבוה שלו. ערך ה-Rf שלו (המייצג את הניידות של החומר בין השלב הנייח והנייד) הוא בדרך כלל בין 0.2 ל-0.3. כתרכובת מחזורית בעלת חמישה איברים המכילה כלור וחנקן, לכלורופירזול 4 יש יציבות כימית מסוימת. הוא אינו מתחמצן או מופחת בקלות, אך יכול להגיב עם ריאגנטים מסוימים בתנאים מסוימים. לדוגמה, הוא יכול לעבור תגובת ניטרול עם הידרוקסידים או חומצות מתכת אלקליות, וליצור מלחים ומים מתאימים. בנוסף, הוא יכול גם לעבור תגובות החלפה נוקלאופיליות עם תרכובות אורגניות מסוימות, וליצור תוצרי החלפה המכילים אטומי כלור. ניתן להשתמש בו בחומרים פולימריים כגון גומי סינטטי, פלסטיק וסיבים.
|
|
|
|
C.F |
C3H3ClN2 |
|
E.M |
102 |
|
M.W |
103 |
|
m/z |
102 (100.0%), 104 (32.0%), 103 (3.2%), 105 (1.0%) |
|
E.A |
C, 35.15; H, 2.95; Cl, 34.58; N, 27.33 |
4-כלורופירזולהוא תוצר ביניים כימי חשוב בעל מגוון רחב של יישומים בתחומים שונים, במיוחד בכימיה פרמצבטית, פיתוח חומרי הדברה ותגובות קטליטיות, בשל מבנה הטבעת הפירזול הייחודי שלו ותחליפי הכלור.
תכונות בסיסיות ושיטות סינתזה
זוהי תרכובת אורגנית המכילה מבנה פירזול, עם נוסחה מולקולרית של C4H3ClN2. המבנה מורכב מטבעת פיראזול (טבעת הטרוציקלית חנקן בעלת חמישה איברים) ואטום כלור הממוקם במיקום הרביעי של הטבעת. יש לו יציבות טובה ותכונות כימיות ייחודיות, שהופכות אותו לשימוש נרחב במספר תחומים.
ישנן שיטות סינתזה רבות, כולל שיטת פיראזול כלוריד, שיטת תגובה הלוגנטית, שיטת הכלרה אלקטרוליטית ושיטת אמוניום כלוריד. לכל אחת מהשיטות הללו יש יתרונות וחסרונות משלה, ובחירת מסלול סינתזה מתאים דורשת התייחסות מקיפה של גורמים כגון זמינות חומרי גלם, שליטה בתנאי התגובה, טוהר המוצרים והשפעות סביבתיות במהלך הייצור.
יישומים פוטנציאליים בתחום התבלינים
למרות שהיישום הישיר שלו בתחום התבלינים מוגבל יחסית, הפוטנציאל שלו בסינתזה ושינוי כימי מספק רעיונות חדשים לפיתוח תבלינים.
(1) אמצעי ביניים לסינתזת תבלינים
כתרכובת המכילה מבנה פירזול, יש לו פעילות ביולוגית פוטנציאלית ויציבות כימית, מה שהופך אותו לתוצר ביניים חשוב בסינתזת תבלינים. באמצעות סדרה של תגובות כימיות כגון אסטריפיקציה, אמינציה ואלקילציה, ניתן להמיר 4-כלורופירזול לתרכובות עם ניחוחות ספציפיים. תרכובות אלו עשויות להיות בעלות מאפייני ארומה ייחודיים וניתן להשתמש בהן להכנת תבלינים ותמצית שונים.
לדוגמה, באמצעות תגובות אסטריפיקציה, אסטרים יכולים להיווצר על ידי תגובה עם תרכובות אלכוהול, המציגות בדרך כלל מאפייני ארומה שונים כגון ניחוחות פירותיים, פרחוניים או עשבוניים. בנוסף, 4-כלורופירזול יכול גם להגיב עם תרכובות אמינים ליצירת תרכובות אמידים באמצעות תגובות אמינציה, אשר עשויות להיות בעלות ניחוחות מורכבים ומתמשכים יותר.
(2) משנה תבלינים
בנוסף לשמש כחומר ביניים סינטטי, ניתן להשתמש בו גם כמשנה ריח. על ידי החדרת מבנים, ניתן לשנות את מאפייני הארומה וההתמדה של התבלינים המקוריים. לדוגמה, תגובתו עם תרכובות תבלינים מסוימות יכולה ליצור תרכובות בעלות מאפייני ארומה חדשים, אשר עשויים להיות בעלי ניחוחות עשירים יותר או ייחודיים יותר.
בנוסף, הכנסתו יכולה גם לשפר את יציבות התבלינים. בשל היציבות הכימית המעולה שלו, הוא יכול לסייע בהגנה על מולקולות התבלינים מפני גורמים שליליים כגון חמצון והידרוליזה, ובכך להאריך את חיי המדף וחיי השירות של התבלינים.
(3) מנשא תבלינים
זה יכול לשמש גם כמנשא לתבלינים. בשל מסיסותו ופיזורו המסוימים, הוא יכול לפזר באופן שווה מולקולות ריח בנשא, ובכך לשפר את יעילות השחרור והתמדה של ניחוחות. בנוסף, הצגתו יכולה גם לשפר את הביצועים התחושתיים של תבלינים, ולהפוך אותם ליותר עדינים, רכים ועמידים-לאורך זמן.
דוגמאות יישום בתחום התבלינים
בשל הדוגמאות הספציפיות המצומצמות ליישומה בתחום התבלינים, הדיונים ההיפותטיים הבאים יתבססו על תכונותיו הכימיות ויישומיו הפוטנציאליים. דוגמאות אלו מטרתן להמחיש את היישומים וההשפעות האפשריות של4-כלורופירזולבתחום הריחות.
(1) סינתזה של תמצית פרי
בהנחה שעלינו לסנתז תמצית עם ארומת פרי חזקה, נוכל לשקול להשתמש בה כחומר ביניים סינטטי. ראשית, אנו יכולים להאסטרי אותו עם תרכובת אלכוהול עם ארומה פירותית כדי ליצור תרכובות אסטר עם ארומה פירותית. לאחר מכן, נוכל לערבב ולהכין תרכובת אסטר זו עם תרכובות טעם אחרות, ולבסוף להשיג תמצית עם ארומת פרי עשירה.
לדוגמה, אנו יכולים להאסטרי אותו עם בוטנול כדי לייצר 4-כלורופירזול בוטיראט. תרכובת אסטר זו עשויה להיות בעלת מאפייני ארומה הדומים לבננות או תפוחים. לאחר מכן, נוכל לערבב ולערבב את תרכובת האסטר הזו עם ציטרל, גרניול ותרכובות טעם אחרות כדי לקבל תמצית עם ארומת פרי חזקה.
(2) שינוי תמצית פרחונית
נניח שעלינו לשנות תמצית פרחונית קיימת כדי לשפר את מאפייני הארומה והעמידות שלה. אנו יכולים לשקול להשתמש בו כמשנה. קודם כל, אנחנו יכולים להגיב לזה עם כמה מרכיבים של תמצית פרחים כדי ליצור תרכובות עם מאפייני ארומה חדשים. לאחר מכן, נוכל לערבב ולערבב את התרכובות החדשות שנוצרו עם התמצית הפרחונית המקורית, ולבסוף להשיג את התמצית הפרחונית שעברה שינוי.
לדוגמה, אנו יכולים להגיב עם פניל אתנול כדי לייצר 4-כלורופירזול פןאתיל אסטר. תרכובת זו עשויה להיות בעלת מאפייני ארומה הדומים ליסמין או ורד. לאחר מכן, נוכל לערבב ולערבב את התרכובת הזו עם התמצית הפרחונית המקורית כדי לשפר את מאפייני הארומה וההתמדה של התמצית.
(3) פיתוח נושאי תבלינים
בהנחה שעלינו לפתח סוג חדש של מנשא תבלינים כדי לשפר את יעילות השחרור והתמדה של תבלינים. אנו יכולים לשקול להשתמש בו כאחד המרכיבים העיקריים של המוביל. ראשית, אנו יכולים לערבב ולהגיב אותו עם חומר נשא מתאים (כגון ציקלודקסטרין, פולימר וכו') כדי ליצור חומר נשא עם מבנה ספציפי. לאחר מכן, נוכל לערבב ולספוג את חומר הנשא הזה עם מולקולות ריח כדי להשיג בסופו של דבר מוצרי ריח עם שחרור והתמדה יעילים.
לדוגמה, נוכל להגיב לו עם ציקלודקסטרין - כדי ליצור ציקלודקסטרין - שהשתנה. לציקלודקסטרין המותאם הזה עשויות להיות תכונות ספיחה ושחרור טובות יותר. לאחר מכן, נוכל לערבב ולספוג את הציקלודקסטרין המותאם הזה עם מולקולות ניחוח כדי להשיג בסופו של דבר מוצר ניחוח עם שחרור יעיל והתמדה.
להלן שיטות סינתזה מעבדתיות נפוצות עבור4-כלורופירזול:
שיטה 1:
H2N Pyrazole+Cl- → C3H3ClN2
ביניהם, H2N Pyrazole מייצג פיראזול, ו-Cl - מייצג נתרן כלורי.
הכן את הריאגנטים הנדרשים: פיראזול, נתרן כלורי, חומצה גופרתית ומים.
מערבבים פירזול ונתרן כלורי יחד, מוסיפים כמות מתאימה של חומצה גופרתית ומים, ומערבבים באופן שווה.
מחממים את התערובת לטמפרטורה מתאימה, הגיבו למשך זמן מסוים, ולאחר מכן השתמשו ב-TLC כדי לזהות את תהליך התגובה. כאשר נקודות חומר הגלם נעלמות, הפסק את החימום.
הוסף כמות מתאימה של מים, כוונן את ה-pH לנייטרלי עם תמיסת נתרן הידרוקסיד, ולאחר מכן חלץ עם אתר.
תמיסת המיצוי מיובשת עם נתרן סולפט נטול מים, מסוננת, והממס מסובב לייבוש לקבלת המוצר הגולמי.
טהר באמצעות כרומטוגרפיה של עמודת סיליקה ג'ל כדי להשיג את המוצר הטהור.
שיטה 2:
C3H4N2O + Cl- → C3H3ClN2 + H2O
ביניהם, 4-OH Pyrazole מייצג 4-hydroxypyrazole, Cl - מייצג חומר כלור, ו-H2O מייצג מים.
הכן את הריאגנטים הנדרשים: 4-hydroxypyrazole, חומרי הכלרה (כגון נתרן כלורי או אשלגן כלורי), ממיסים אורגניים (כגון אתר או כלורופורם).
מערבבים 4-hydroxypyrazole עם חומר הכלרה, מוסיפים כמות מתאימה של ממס אורגני ומערבבים באופן שווה.
מחממים את התערובת לטמפרטורה מתאימה, הגיבו למשך זמן מסוים, ולאחר מכן השתמשו ב-TLC כדי לזהות את תהליך התגובה. כאשר נקודות חומר הגלם נעלמות, הפסק את החימום.
הוסף כמות מתאימה של מים, כוונן את ה-pH לנייטרלי עם תמיסת נתרן הידרוקסיד, ולאחר מכן חלץ עם אתר.
תמיסת המיצוי מיובשת עם נתרן סולפט נטול מים, מסוננת, והממס מסובב לייבוש לקבלת המוצר הגולמי.
טהר באמצעות כרומטוגרפיה של עמודת סיליקה ג'ל כדי להשיג את המוצר הטהור.
פיראזול, כתרכובת הטרוציקלית עם חמישה איברים המכילה חנקן-, הפכה למוקד מחקר בכימיה הטרוציקלית מאז הסינתזה הראשונה שלו בסוף המאה ה-19, בשל הפעילות הביולוגית הייחודית שלו ויכולת התיאום שלו. הגילוי והאופטימיזציה של נגזרות פיראזול עם כלור (כגון 4-כלורופירזול) לא רק קידמו את התפתחות הכימיה הרפואית, אלא גם הוכיחו ערך משמעותי בתחומים כמו מדעי החומרים וכימיה של קואורדינציה.
בשנת 1883, הכימאי הגרמני לודוויג קנור סינתז לראשונה נגזרות פיראזול על ידי עיבוי פנילהידרזין עם אתיל אצטואצטט (Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1883), והניח את הבסיס לסינתזה הטרוציקלית. תגובות הכלור מוקדמות של פיראזול חסרות סלקטיביות ולעיתים קרובות גורמות לתערובות 3,4,5-המוחלפות בטריכלורו
בשנת 1910, צוות צרפתי ניסה להכליר את פיראזול ישירות בגז כלור, אך עקב תגובה אלימה, המוצר התפרק ורק כמות עקבית של תרכובת חד-כלורית בודדה
בשנת 1936, הכימאי הבריטי רוברט רובינסון הציע את התיאוריה של אפקטים אלקטרוניים, וקבע כי המיקום הרביעי של פיראזול רגיש יותר להתקפות אלקטרופיליות עקב השפעת נסיגת האלקטרונים של אטום החנקן.
In 1952, a US team used thionyl chloride (SO ₂ Cl ₂) to react at 0 ° C and for the first time obtained 4-chloropyrazole with high selectivity (>80%). שימוש בלכידת ביניים - זיהוי נוכחות של מלח N-כלורופירזוליום על ידי NMR, המאשר שיוני כלוריד תוקפים את עמדת 4 הפחמן עדיפות. הוספת כמות קטליטית של DMF בבקרת תגובה צדדית יכולה לדכא תוצרי לוואי פוליכלוריים
בשנת 1969 פיתחה פייזר את התרופה נוגדת הדלקת -Penylbutazone תוך שימוש ב-4-כלורופירזול כמבשר
בשנות ה-80, 4-כלורומודיפיקציה שיפר משמעותית את חדירת הממברנה של תרופות סולפונאמיד
בשנת 1995, 4-כלורופירזול שימש כליגנד בידנט לבניית ה-MOF הראשון מבוסס פירזול עם יוני נחושת. מתחם הפלדיום שלו הפגין ביצועים מצוינים בצימוד סוזוקי
בשנת 2015, צוות יפני פיתח שיטה אלקטרוכימית ללא-ממס עם שיעור ניצול אטומי של 95%
בשנת 2020, השינוי של אנזימים הלוגנים השיג הכלרה ספציפית של 4
תגיות פופולריות: 4-chloropyrazole cas 15878-00-9, ספקים, יצרנים, מפעל, סיטונאי, קנייה, מחיר, בתפזורת, למכירה