4-N-oxide Nitroquinoline(4-NQO) היא תרכובת אורגנית עם הנוסחה הכימית C9H6N2O4, CAS 56-57-5, והיא מופיעה כמוצק צהוב בהיר עד צהוב. הוא יכול להתמוסס בממיסים אורגניים כמו חומצה אצטית, אצטון, כלורופורם ודיכלורומתאן, אך אינו מסיס במים. לתרכובת זו מבנה מולקולרי מורכב, הכולל קבוצת תחמוצת חנקן וקבוצת קינולין. ישנם שני תחליפי ניטרו במולקולה, הממוקמים בעמדות 4 ו-N של טבעת הקינולין. מסונתז באמצעות שיטות שונות, כגון תגובת דיאזוטיזציה, תגובת חמצון וכו'. מסלול סינתזה נפוץ אחד הוא להשתמש ב-4-hydroxyquinoline כחומר גלם, הכנסת קבוצות ניטרו באמצעות תגובת דיאזוטיזציה, ולאחר מכן לחמצן עם חמצון כדי להשיג את תרכובת המטרה. בנוסף, ניתן להכין את התרכובת גם על ידי חנקה ישירה של קינולין. יש לו מגוון רחב של יישומים ויישומים, כולל מחקר על תרופות אנטי-סרטניות, צבעים פלורסנטים, חומרי ביניים סינתטיים, ריאגנטים אנליטיים וכלי מחקר למולקולות ביו-אקטיביות.
|
|
|
|
נוסחה כימית |
C9H6N2O3 |
|
מסה מדויקת |
190 |
|
משקל מולקולרי |
190 |
|
m/z |
190 (100.0%), 191 (9.7%) |
|
ניתוח אלמנטים |
C, 56.85; H, 3.18; N, 14.73; O, 25.24 |
4-N-oxide Nitroquinolineהוא חומר כימי נפוץ במחקר רעילות גנטית, עם מנגנוני פעולה ויישומים מרובים.
1. מחקרים מסרטנים:
4-NQO נמצא בשימוש נרחב בחקר השפעות מסרטנות. זהו חומר מסרטן חזק שיכול לגרום להיווצרות גידולים במודלים שונים של בעלי חיים ובתאים אנושיים. בתהליך של חקר השפעות מסרטנות, 4-NQO משמש לעתים קרובות כתרכובת מודל לחקור את מנגנון השראת הגידולים שלו ואת ההשפעות הסינרגטיות שלו עם תרכובות אחרות. בנוסף, ניתן להשתמש ב-4-NQO גם כדי לחקור את המנגנונים המולקולריים של התרחשות הגידול ולחפש אסטרטגיות טיפול יעילות.
2. מחקר על ויסות ביטוי גנים:
4-NQO יכול להשפיע על תהליך הוויסות של ביטוי גנים, בעיקר באמצעות קישור ל-DNA והשפעה על פעילות גורמי התעתוק. במחקר ויסות ביטוי גנים, 4-NQO משמש כתרכובת מודל לחקירת מנגנוני הרגולציה וגורמי ההשפעה של ביטוי גנים. על ידי שימוש ב-4-NQO לטיפול בתאים או ברקמות, חוקרים יכולים לחקור שינויים בביטוי הגנים והקשר שלו עם התפתחות הגידול. בנוסף, ניתן להשתמש ב-4-NQO גם כדי לסנן ולהעריך את ההשפעות הפוטנציאליות של תרופות או תרכובות אחרות על ביטוי גנים.
3. מחקר העברת אותות:
4-NQO יכול להשפיע על מסלולי העברת אותות שונים, כולל MAPK, PI3K/Akt, NF- κ Class B. במחקר העברת אותות, 4-NQO משמש כתרכובת כלי לחקור את המנגנונים והוויסות של העברת אותות. על ידי שימוש ב-4-NQO לטיפול בתאים או ברקמות, החוקרים יכולים לחקור את ההפעלה של מסלולי העברת אותות ואת הקשר שלהם עם התפתחות הגידול. בנוסף, ניתן להשתמש ב-4-NQO גם כדי לסנן ולהעריך את ההשפעות הפוטנציאליות של תרופות או תרכובות אחרות על העברת אותות.
4. מחקר אימונוטוקסיות:
ל-4-NQO יש רעילות חיסונית מסוימת והוא יכול להשפיע על הפעילות והתפקוד של תאי מערכת החיסון. במחקרי רעילות חיסונית, 4-NQO משמש כתרכובת מודל לחקירת שינויים וויסות מערכת החיסון. על ידי שימוש ב-4-NQO לטיפול בתאי חיסון או בבעלי חיים שלמים, החוקרים יכולים לחקור את האפופטוזיס, ההפעלה של תאי מערכת החיסון והקשר שלהם עם התפתחות הגידול. בנוסף, ניתן להשתמש ב-4-NQO גם כדי לסנן ולהעריך תרופות אימונומודולטוריות פוטנציאליות או תרכובות אחרות על השפעתן על מערכת החיסון.
4-N-N-oxide Nitroquinoline (4-NQO) הוא חומר כימי חשוב הממלא תפקיד מכריע בחקר הרעילות הגנטית. יש לו לא רק מנגנוני פעולה מרובים, אלא גם נמצא בשימוש נרחב בתחומים כמו חקר סרטן, סינתזה אורגנית ופיתוח תרופות.
תכונות כימיות
זוהי תרכובת אורגנית עם הנוסחה המולקולרית C9H6N2O3 ומשקל מולקולרי של כ-190.16 (ספרות שונה במקצת, כגון 192.1636). הוא קיים בדרך כלל בצורה של גבישים או אבקות צהובות עד חומות, עם נקודת התכה גבוהה (154-156 מעלות צלזיוס) ונקודת רתיחה (387.64 מעלות צלזיוס). בנוסף, הצפיפות של 4-NQO היא בערך 1.42 גרם/ס"מ ³, ואינדקס השבירה הוא בערך 1.5570. 4-NQO מסיס בממיסים אורגניים כגון אצטון ורגיש לאור. יש לאחסן אותו ב-20 מעלות צלזיוס כדי למנוע פירוק.
המבנה הכימי של 4-NQO מכיל קבוצות ניטרו (NO2) ו-N-אוקסיד, הממלאות תפקידים קריטיים בתגובות כימיות. קבוצת הניטרו הופכת את 4-NQO לחמצון חזק שיכול להשתתף בתגובות חיזור שונות. קבוצת N-oxide מעניקה לו פעילות ביולוגית ייחודית, במיוחד מבחינת רעילות גנטית.
מנגנון פעולה
4-NQO מפעיל את השפעותיו הגנוטוקסיות על אורגניזמים באמצעות מנגנונים שונים. מנגנונים אלו כוללים בעיקר נזק ל-DNA, עקה חמצונית ועיכוב סינתזת DNA.
עקה חמצונית מתייחסת למצב פתולוגי המתרחש כאשר יש ייצור מוגזם של ROS באורגניזם ומערכת ההגנה נוגדת החמצון אינה מסוגלת לחסל אותו ביעילות. 4-NQO מחמיר עוד יותר את נזקי ה-DNA על ידי גרימת עקה חמצונית. ROS יכול לא רק לתקוף ישירות את ה-DNA, אלא גם לגרום להתחמצנות שומני הממברנה, חמצון חלבונים ותפקוד לקוי של המיטוכונדריה. השפעות אלה מחמירות יחד את מצב הלחץ החמצוני של תאים, מה שהופך אותם לרגישים יותר לרעילות גנטית.
בנוסף לפגיעה ישירה ב-DNA, 4-NQO יכול גם להשפיע על התפשטות תאים והתמיינות על ידי עיכוב סינתזת DNA. מחקרים הראו כי 4-NQO יכול לעכב את הפעילות של DNA פולימראז, ובכך להאט את קצב ההתארכות של גדילי DNA. אפקט מעכב זה לא רק מעכב את שכפול ה-DNA, אלא עשוי גם להשפיע על תהליך תיקון ה-DNA, מה שהופך את התאים לרגישים יותר לנזק גנטי.
בַּקָשָׁה
ל-4-NQO יש ערך יישום רחב במספר תחומים, במיוחד בחקר הסרטן, סינתזה אורגנית ופיתוח תרופות.
חקר הסרטן
4-NQO הוא חומר מסרטן יעיל בשימוש נפוץ בדוגמנות סרטן ובמחקר מנגנונים. זה יכול לעורר קרצינוגנזה תאית באמצעות מנגנונים כמו נזק ל-DNA ולחץ חמצוני. בניסויים בבעלי חיים, נעשה שימוש נרחב ב-4-NQO כדי לגרום להופעת סרטן כגון סרטן הפה וקרצינומה של תאי קשקש ברירית הלשון. מודלים אלה לא רק עוזרים לחשוף את הפתוגנזה והבסיס המולקולרי של סרטן, אלא גם מספקים ראיות ניסיוניות חשובות למניעה וטיפול בסרטן.
מחקר בנושא
4-NQO, כחומר כימי חשוב, זכה לתשומת לב ומחקר נרחבים הן באקדמיה והן בתעשייה. הנה כמה התקדמות מחקר והישגים הקשורים ל-4-NQO.
(1) 4-NQO הנגרם נזק ל-DNA ותיקון
מחקרים הראו ש-4-NQO יכול לגרום לסוגים שונים של נזק ל-DNA, כולל שבירת גדילי DNA, נזק לבסיס והצלבה של חלבון DNA. נזקים אלו עלולים להוביל לשגיאות שכפול ולביטוי גנים לא תקין במהלך תהליכי שכפול ותעתוק DNA. עם זאת, לתאים יש מנגנון תיקון DNA מורכב שיכול לזהות ולתקן את הנזקים הללו. מחקרים הראו כי נזק ל-DNA המושרה על ידי 4-NQO מתוקן בעיקר באמצעות מסלול תיקון כריתת הנוקלאוטידים (NER). NER הוא מנגנון תיקון DNA שמור ביותר שיכול לזהות ולהסיר שברי DNA פגומים, ולבצע תיקונים מדויקים.
(2) המנגנון המסרטן של 4-NQO
המנגנון המסרטן של 4-NQO תמיד היה נושא מחקר חם. מחקרים הראו כי 4-NQO יכול לגרום למנגנונים כמו נזק ל-DNA ולחץ חמצוני, מה שמוביל למוטציות בגנים תאיים והפרעות כרומוזומליות, ובכך להגביר את הסיכון לקרצינוגנזה תאית. בנוסף, 4-NQO יכול גם להשפיע על תהליכי התפשטות והתמיינות של תאים, מה שהופך אותם רגישים יותר לנזק גנטי. מנגנונים אלה מסבירים ביחד מדוע 4-NQO הוא מסרטן יעיל בניסויים בבעלי חיים.
(3) יישום של 4-NQO בפיתוח תרופות
4-ל-NQO יש סיכויי יישום רחבים בפיתוח תרופות. על ידי לימוד ההשפעות של 4-NQO על התפשטות תאים, התמיינות ואפופטוזיס, ניתן לסנן תרכובות בעלות פעילות אנטי-גידולית. לתרכובות אלו ערך משמעותי בפיתוח תרופות אנטי סרטניות. בנוסף, 4-NQO יכול לשמש גם כתרכובת מודל למחקרי מטבוליזם ורעילות של תרופות, המשמשת להערכת המסלולים המטבוליים ומנגנוני הרעילות של תרופות. מחקרים אלו לא רק עוזרים לחשוף את היעילות והבטיחות של תרופות, אלא גם מספקים ראיות ניסיוניות חשובות ליישום הקליני של תרופות.
(4) השפעות סביבתיות ובריאותיות של 4-NQO
עם ההתפתחות המואצת של התיעוש והעיור, בעיית הזיהום של חומרים כימיים כמו 4-NQO בסביבה הולכת ונעשית בולטת יותר ויותר. מחקרים הראו כי 4-NQO יכול לחדור לסביבה ולאורגניזמים דרך מסלולים שונים, ולהוות איומים פוטנציאליים על הסביבה ועל בריאות האדם. לכן, לחקר תהליכי הגירה, טרנספורמציה והצטברות ביולוגית של 4-NQO בסביבה, כמו גם השפעותיו הרעילות והסיכונים האקולוגיים שלו על אורגניזמים, יש משמעות רבה. מחקרים אלה לא רק תורמים לפיתוח מדיניות ואמצעים להגנת הסביבה מבוססים מבחינה מדעית, אלא גם מספקים בסיס מדעי חשוב לשמירה על בריאות האדם ובטיחות הסביבה.
ישנן שיטות סינתזה רבות עבור4-N-oxide Nitroquinoline, ושני הנפוצים ביותר יופיעו בטקסט הבא.
שיטה 1:
סינתזה של 4-Methoxyquinoline-N-Oxide
הגיבו 4-hydroxyquinoline עם נתרן מתוקסיד כדי לקבל 4-methoxyquinoline-N-oxide.
C9H7NO + CH3OH + NaOH → C9H7NO-N אוקסיד + H2O + NaCl
תגובה זו היא תגובת אלכוהוליזציה טיפוסית, שבה נתרן מתאוקסיד משמש כחומר אלכוהוליזציה כדי למתיל את קבוצת ההידרוקסיל של 4-hydroxyquinolin-N-oxide.
סינתזה של 4-כלורוקווינולין-N-אוקסיד
תחמוצת 4-מתוקסיקינולין-N- טופלה באצטיל כלוריד כדי לקבל 4-כלורוקינולין-N-אוקסיד.
C9H7NO-N-אוקסיד + CH3COCl → 4-כלורוקווינולין-N-Oxide + HCl
תגובה זו היא תגובת הכלרה של אציל, שבה אצטיל כלוריד פועל כחומר כלור אציל כדי לאצטיל את קבוצת המתוקסי של 4-מתוקסיקינולין-N-אוקסיד לקבלת 4-כלורוקינולין-N-אוקסיד.
סינתזה של 4-aminoquinoline-N-אוקסיד
הידרוגנציה מזורזת פלדיום של תחמוצת 4-chloroquinoline-N- באמוניה נוזלית מניבה 4-aminoquinoline-N-oxide.
4-כלורוקווינולין-N-Oxide + H2 + Pd/C → 4-aminoquinoline-N-Oxide
תגובה זו היא תגובת הידרוגנציה קטליטית טיפוסית, תוך שימוש בפלדיום כזרז להחלפת אטום הכלור של תחמוצת 4-כלורוקינולין-N-אוקסיד באטום מימן לקבלת 4-אמינוקינולין-N-אוקסיד.
סנתז את מוצר היעד
בתנאים חומציים, מוצר היעד 4-NQO סונתז על ידי חנקת קינולין-N-אוקסיד עם חומצה גופרתית וחומצה חנקתית.
4-Aminoquinoline-N-Oxide + H2כָּך4 + HNO3 → C9H6N2O3 + H2O + SO2 + לא2
תגובה זו היא תגובת חנקה טיפוסית, שבה חומצה גופרתית וחומצה חנקתית משמשות כחומרי חנקה כדי לחנק את קבוצת האמינו של תחמוצת 4-aminoquinolin-N-, וכתוצאה מכך תוצר היעד. בו זמנית ייצור תוצרי לוואי כגון חומצה גופרתית, חנקן דו חמצני ומים.
האמור לעיל הם השלבים המפורטים של השיטה הראשונה ונוסחת התגובה הכימית המתאימה לה. יש לציין כי תנאי תגובה אלו וטוהר המוצר עשויים להשתנות בהתאם לתנאי הניסוי ולדרישות הטוהר של מוצר היעד. בפעולה המעשית, מומלץ להתאים ולייעל בהתאם לתנאי ניסוי ספציפיים ודרישות הטוהר של מוצר היעד.
שיטה 2:
ממיסים את חומרי הגלם
ממיסים 5-hydroxyindole באתנול כדי לקבל תמיסת אתנול של 5-hydroxyindole. שלב זה הוא עבודת הכנה שמטרתה המסת 5-hydroxyindole באתנול לשימוש בתגובות עוקבות.
סנתז 4-ברומוקינולין
בנוכחות נתרן אתנול, בנזיל ברומיד הוסף לתמיסת אתנול של 5-hydroxyindole, מחומם לטמפרטורה מסוימת, המשיך לערבב, והגיב במשך פרק זמן לקבלת 4-ברומוקינולין. ניתן לבטא את משוואת התגובה עבור שלב זה:
C8H7NO + CH3CHBrNa → C9H6BrN + NaOH + H2O
תגובה זו היא תגובת החלפה, שבה נתרן אתנול פועל כבסיס כדי לעזור ל-5-hydroxyindole להסיר קבוצות הידרוקסיל ולהגיב עם בנזיל ברומיד לייצור 4-ברומוקינולין.
סנתז 4-מורפולינואנין
הגיבו 4-ברומוקינולין עם מורפולין בטמפרטורה ולחץ מסוימים, והפרדו את ה-4-מורפולינואנילין שנוצר באמצעות כרומטוגרפיה עמודה או שיטות הפרדה אחרות. ניתן לבטא את משוואת התגובה עבור שלב זה:
C9H6BrN + C4H9לא → ג10H14N2O + NaOH + H2O
תגובה זו היא תגובת החלפה, שבה מורפולין פועל כתחליף ומגיב עם 4-ברומוקינולין ליצירת4-N-oxide Nitroquinoline.
4-תחמוצת N Nitroquinoline, פעם תרכובת כימית לא ברורה, הפכה הכרחית במחקר ביו-רפואי ובטוקסיקולוגיה. תפקידו הכפול כמעורר מתחים של מוטגנים וחמצון מספק עדשה ייחודית שדרכה ניתן ללמוד ביולוגיה של סרטן, תיקון DNA ופיתוח תרופות. בעוד שהפוטנציאל המסרטן שלו מחייב פרוטוקולי בטיחות קפדניים, חידושים מתמשכים באיתור ובטיפול ממשיכים להרחיב את יישומיו. ככל שהמדע מתקדם, 4-NQO ללא ספק יישאר כלי חיוני בפענוח המורכבות של המחלה וגילוי התערבויות חדשות.
שאלות נפוצות
מהו n-מתילמורפולין n-אוקסיד?
+
-
N-מתילמורפולין N-אוקסיד (N MMO) מוגדר כתחמוצת N- מחזורית יעילה במיוחד להמסת תאית ומהווה מרכיב מרכזי בתעשיית הליוסל לייצור סיבי תאית מתחדשים.
למה משמש 4-מתילמורפולין?
+
-
4-מתילמורפולין, הידוע גם כ-N-מתילמורפולין, הוא אמין שלישוני מחזורי ונעשה בו שימוש נפוץכממס בעל ערך רב וכימיקל עדין לתאית.
האם 4 מתיל מורפולין רעיל?
+
-
יכול להיותרעיל בינוני בבליעה, בשאיפה ובספיגה בעור. מגרה מאוד את העור, העיניים והריריות. משמש כממס ולייצור תרופות.
תגיות פופולריות: 4-nitroquinoline n-oxide cas 56-57-5, ספקים, יצרנים, מפעל, סיטונאי, קנייה, מחיר, בתפזורת, למכירה