4-merkaptopiridin, 4-piridinetik olarak da bilinir. Saf ürün beyaz ila açık sarı katıdır. Suda çözünür olabilir, ancak çözünürlüğü yüksek değildir. Oda sıcaklığında, bu bileşiğin sadece yaklaşık 6 gramı 100 gram su içinde çözülebilir. Bununla birlikte, sıcaklık arttıkça, çözünürlüğü de buna göre artar. Isıtma altında, daha fazla 4merkaptopiridin suda çözünebilir. Moleküler yapı bir kükürt atomu ve bir azot atomu içerir. Sülfür atomu, iki hidrojen atomuna ve bir azot atomuna bağlanır ve beş üye bir halka oluşturur. Bu beş üye halka, nihai piridin yapısını oluşturan başka bir azot atomuna bağlanır. Tiyol gruplarını içeren bir bileşiktir ve bu nedenle bazı özel kimyasal özelliklere sahiptir. Ağır metal iyonları ile karmaşık reaksiyonlara eğilimlidir, stabil kompleksler üretir. Ağır metal iyonlarının ayrılması ve zenginleştirilmesi, ayrıca protein elektroforezi ve immünoanalizde etiketleme ve tespit için kullanılabilir.
|
|
 |
|
Kimyasal formül |
C5H5NS |
|
Tam kütle |
111.01 |
|
Moleküler ağırlık |
111.16 |
|
m/z |
111.01 (100.0%), 112.02 (5.4%), 113.01 (4.5%) |
|
Elemental Analiz |
C, 54.02; H, 4.53; N, 12.60; S, 28.84 |
4-merkaptopiridinbenzersiz moleküler yapısı ve kimyasal özellikleri nedeniyle birçok alanda geniş uygulamalara sahip kükürt içeren bir organik bileşiktir.
Elektrokimya
Piller, süper kapasitörler ve sensörler gibi yüksek performanslı elektrokimyasal cihazlar inşa etmek için elektrotif bir madde olarak. Moleküler yapısında piridin halkası ve tiyol grubu nedeniyle redoks reaksiyonları geçirebilir ve elektrokimyasal aktiviteye sahip olabilir. Bu nedenle, 4 merkaptopiridine dayanan elektrokimyasal cihazlar, düşük voltajda yüklenebilir ve boşaltılabilir ve mükemmel elektrokimyasal performansa ve bisiklet stabilitesine sahip olabilir.
Malzeme Bilimi
Organik fonksiyonel malzemeleri ve nanoyapılı malzemeleri sentezlemek. Moleküler yapısında bir piridin halkası ve bir tiyol grubunun varlığı nedeniyle, yeni organik veya nanoyapılı malzemeler üretmek için diğer moleküller veya gruplarla kimyasal reaksiyonlara tabi tutulabilir. Örneğin, belirli fonksiyonlara ve özelliklere sahip polimer malzemeler üretmek için polimerlerle reaksiyona girebilir. Ek olarak, fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirmek için nanoparçacıkların yüzeyini değiştirmek için de kullanılabilir.
Biyoloji
Biyomoleküllerin yapısını ve işlevini incelemek ve biyomoleküller arasındaki etkileşimleri araştırmak. Ağır metal iyonları ile karmaşık reaksiyonlar geçirme kabiliyeti nedeniyle, biyomoleküllerdeki metal iyonlarının rollerini ve etkilerini incelemek için kullanılabilir. Ek olarak, proteinler, nükleik asitler ve şekerler gibi biyomoleküllerin etiketlenmesi ve saptanması için de kullanılabilir. Örneğin, immünoanalizde etiketleme ve tespit için antikorlara bağlanabilir.
Uyuşturucu geliştirme
Yeni ilaçlar tasarlamak için bir ligand görevi görür. Piridin halkası ve tiyol grubu moleküler yapısında, biyomoleküllerle güçlü bir şekilde etkileşime girebilir, böylece işlevlerini ve aktivitelerini etkileyebilir. Bu nedenle, 4 merkaptopiridine dayanan ligandlar, antikanser ilaçları, antibakteriyel ilaçları ve diğer terapötik ilaçları geliştirmek için kullanılabilir. Ek olarak, çeşitli hastalıkların tedavisi için biyomoleküllerin metabolik süreçlerini düzenlemek için de kullanılabilir.
Diğer Alanlar
Yukarıda belirtilen alanlara ek olarak, diğer alanlardaki uygulamalar için de kullanılabilir. Örneğin, polimer malzemelerinin ve organik bileşiklerin sentezi için bir katalizör olarak kullanılabilir. Ek olarak, fiziksel ve kimyasal özellikleri ve kuantum kimyasal hesaplamaları incelemek için de kullanılabilir.
koordinasyon kimyasında
4-merkaptopiridin(4-MPY), hem geçiş metalleri hem de nadir toprak metalleri ile koordinasyon yeteneği nedeniyle, çeşitli yapılar ve özelliklere sahip kompleksler oluşturma yeteneği nedeniyle koordinasyon kimyasında çok yönlü bir liganddır. Bu metal kompleksler, kataliz, manyetik malzemeler ve ışıldayan malzemelerdeki potansiyel uygulamaları için önemli ilgi görmüştür. Aşağıda koordinasyon davranışı, yapısal çeşitliliği ve uygulamalarının ayrıntılı bir araştırması bulunmaktadır.
4-MPY'nin reaktivitesi, iki potansiyel donör atomundan kaynaklanmaktadır: piridin halkasının azotu ve tiyol grubunun kükürt. Metal iyonu ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak, 4-MPY çoklu koordinasyon modu sergileyebilir:
- Monodentat koordinasyonu: Ligand, sadece azot veya kükürt atomu ile bağlanabilir, ancak azot koordinasyonu genellikle daha güçlü temelliği nedeniyle tercih edilir.
- Bidentate koordinasyonu: Hem azot hem de kükürt atomları, kompleksin stabilitesini arttıran şelalama halkaları oluşturarak bağlamaya katılabilir.
- Köprü koordinasyonu: Polimerik veya genişletilmiş yapılarda, 4-MPY, koordinasyon polimerlerinin veya metal-organik çerçevelerin (MOF) oluşumuna katkıda bulunan iki veya daha fazla metal merkezi arasında bir köprü görevi görebilir.
Bu uyarlanabilirlik, 4 mpy'nin mononükleerden polinükleer türlere kadar değişen geometrilere sahip çok çeşitli metal komplekslerini stabilize etmesine izin verir.
Çok sayıda 4-MPY metal kompleksleri sentezlendi ve yapısal olarak karakterize edildi, bu da koordinasyon ortamları ve özellikleri hakkında bilgi sağladı.
- Gümüş (i) kompleksler: Gümüş (I) 4-MPY komplekslerinin sentezi genellikle AgNO₃'nun 4-mpy ile çözeltide reaksiyonunu içerir. Bu kompleksler tipik olarak gümüş merkezi etrafında doğrusal veya trigonal düzlemsel geometriler sergiler, ligand azot veya kükürt ile koordinasyon sağlar. Örneğin, 4-mpy'nin monodetat N-Donor ligandı olarak hareket ettiği [Ag (4-mpy) ₂] no₃ rapor edilmiştir.
- Kadmiyum (II) kompleksleri: Kadmiyum (II), daha yüksek koordinasyon numarası nedeniyle 4 mpy ile daha karmaşık yapılar oluşturur. Polimerik kadmiyum (II) 4-MPY kompleksleri, CD²⁺ iyonlarını tek boyutlu zincirlere veya iki boyutlu katmanlara bağlayan ligandı bir köprü modunda içeren sentezlenmiştir. Kristal yapılar, kükürt atomunun genellikle azota ek olarak bağlamaya katıldığını, bu da bidentat veya köprü koordinasyonuna yol açtığını ortaya koymaktadır.
NMR, IR ve UV-Vis spektroskopisi gibi spektroskopik teknikler, komplekslerin elektronik ortamını araştırmak için kullanılırken, X-ışını kristalografisi kesin yapısal bilgiler sağlar.
4-MPY tabanlı metal kompleksleri, çeşitli organik dönüşümlerde katalizör olarak umut vaat etmiştir. Ligandın metal merkezinin elektronik özelliklerini modüle etme yeteneği, katalitik aktivitesini ve seçiciliğini arttırır.
- Oksidasyon reaksiyonları: Bazı 4-mpy metal kompleksleri, alkollerin aldehidlere veya ketonlara oksidasyonu için katalizörler olarak araştırılmıştır. Sülfür atomu, reaktif ara maddelerin stabilize edilmesinde veya oksijen transferini kolaylaştırmada rol oynayabilir.
- CC Birleştirme reaksiyonları: 4-MPY'nin geçiş metal kompleksleri, aril halidleri veya olefinleri aktive etme yetenekleri nedeniyle Suzuki veya Heck reaksiyonları gibi çapraz bağlanma reaksiyonlarındaki potansiyelleri için araştırılmıştır.
Koordinasyon ortamının ayarlanabilirliği, metal iyonu veya ligand ikame edicilerini değiştirerek katalitik performansın optimizasyonuna izin verir.
Bazı 4-mpy metal kompleksleri ilginç manyetik özellikler sergiler, bu da onları moleküler mıknatıslar veya spin geçiş malzemeleri için aday yapar.
- Polinükleer kompleksler: 4-MPY ligandları tarafından köprülenen çoklu metal iyonları içeren kompleksler, metal merkezleri arasında manyetik bağlantıyı gösterebilir ve ferromanyetizma veya antiferromanyetizma gibi fenomenlere yol açabilir.
- Dönme geçiş davranışı: Bazı demir (II) 4-MPY komplekslerinin spin geçişleri geçirdiği bildirilmiştir, burada metal iyonu sıcaklığa veya ışığa yanıt olarak yüksek spin ve düşük spin durumları arasında geçiş yapar, veri depolama veya algılamadaki potansiyel uygulamalar ile.
Bu tür malzemelerin tasarımı, karmaşık içindeki ligand alanı mukavemetinin ve moleküller arası etkileşimlerin kontrol edilmesine dayanır.
4-mpy metal kompleksleri ayrıca sensörler, OLED'ler veya biyo-görüntüleme maddeleri gibi ışıldayan uygulamalarda potansiyel gösterir.
- Lantanid kompleksleri: 4-mpy'lik nadir toprak metal kompleksleri, özellikle europium (III) veya terbium (III) içerenler, ligandın ışığı emdiği ve enerjiyi metal iyonuna aktardığı anten etkisi nedeniyle yoğun bir parlaklık sergileyebilir, bu da daha sonra karakteristik bir dalga yüksekliğinde yayılır.
- Geçiş metal kompleksleri: Bazı bakır (I) veya çinko (II) 4-MPY komplekslerinin, aydınlatma veya ekran teknolojilerinde potansiyel uygulamalarla görünür bölgede yayıldığı bulunmuştur.
Bu komplekslerin fotofiziksel özellikleri, ligand yapısını veya metal ortamını değiştirerek ince ayarlanabilir.
Çekirdek sentez süreci ve mekanizması
Endüstriyel üretim4-merkaptopiridinTemel olarak 4-kloropiridin ve tioamidokarboksilat arasındaki ikame reaksiyonunun ana akım yolunu takip eder. Bu reaksiyon, 6-12 saat boyunca 80-120 derecede polar çözücüler (DMF gibi) içinde gerçekleştirilir. Tioamidokarboksilatın tioanyonik kükürtü, 4-karbon 4-kloropiridin saldırır ve klorür iyonu, hedef ürünü üreterek değiştirilecek bırakılan grup olarak hareket eder. Bu yola kolayca ulaşılabilir hammaddeler (4-kloropiridin yaygın bir kimyasal üründür), hafif reaksiyon koşulları ve reaksiyon hızı, çözücü oranını (DMF'nin toluen ile karıştırılması gibi) optimize edilerek iyileştirilebilir. Tedavi sonrası işlem, su çökelme kristalleştirme yöntemini benimser. Ham ürün etanol ile yeniden kristalize edilir ve saflık%98'in üzerine çıkabilir, bu da onu büyük ölçekli üretime uygun hale getirir.
Alternatif yollar arasında, 4-bromopiridinin hidrojen sülfür ile ilave-eliminasyon reaksiyonu, hammaddelerin daha düşük maliyeti nedeniyle dikkat çekmiştir (4-bromopiridinin fiyatı, 4-kloropiridinin yaklaşık% 70'sidir). Bu reaksiyon, çözücü olarak etanol kullanılarak yüksek basınçlı bir reaktörde gerçekleştirilir, H₂s gazı sokulur ve reaksiyon, 8-16 saat boyunca 100-150 derecede gerçekleştirilir. Ara 4-merkaptopiridin hidrojen sülfat, bir alkalin çözeltisi ile nötralize edildikten sonra çökeltilir ve ürün kurutulduktan sonra elde edilir. Bununla birlikte, bu rota yüksek basınçlı ekipman gerektirir ve H₂'ların toksisitesi (mesleki maruz kalma sınırı 10 ppm) güvenlik kontrolü için son derece yüksek gereksinimler uygular. Şu anda, sadece birkaç işletme bu rotayı benimsemektedir.
Süreç optimizasyonu ve teknolojik yenilik
Sürekli Akış Üretim Teknolojisi
Zhejiang Xinhecheng Company developed a UV light (365 nm) driven microchannel reactor, which shortened the traditional batch synthesis reaction time from 24 hours to 45 minutes, and increased the yield from 68% to 92%. The high specific surface area of the microchannel (>>5000 m²/m³) kütle transfer verimliliğini arttırırken, UV ışığı reaktan molekülleri aktive ederek aktivasyon enerjisini azaltır.
Yeşil kimyasal işlem
Jiangnan Üniversitesi ekip, piridin halkasının doğrudan klorometilasyonunu elde etmek için modifiye transaminaz (ECOAT-7) kullandı ve yüksek toksik klorometil eterin kullanımından kaçındı. Enzim katalitik sistemi,%95'lik bir ürün seçiciliği ile 37 derece ve pH 7.5'te 4 saat boyunca reaksiyona girdi ve 2024'te "Yeşil Kimya Ödülü" ni kazandı. Bu rota, ihracat işletmeleri için bir uyumluluk çözümü sağlayarak yüksek endişe maddeleri ile ilgili AB ulaşım düzenlemelerine (SVHC) uygundur.
Saflaştırma teknolojisi yükseltmesi
Süpercritik CO₂ Ekstraksiyon Teknolojisi, geleneksel kromatografik saflaştırma ekipmanlarının yerini alarak farmasötik sınıf ürünlerinin yurtiçi üretimini sağlar. Bu teknoloji, ürün saflığı%99.5'ini aşan ve çözücü kalıntısı riski yok olan safsızlıkların seçici olarak çıkarılması için kritik noktada (31.1 derece, 7.38 MPa) CO₂'nin çözünürlük özelliklerini kullanır.
Kalite Kontrol ve Güvenlik Standartları
Anahtar Kalite Göstergeleri
Farmasötik dereceli4-merkaptopiridinMercaptan içeriğinin (%98.0'a eşit veya eşit), ağır metal kalıntılarının kontrolünü gerektirir (<10 ppm), and microbial limits (<100 CFU/g). The HPLC method (C18 column, methanol-water mobile phase) is a commonly used detection method, with the detection wavelength at 254 nm.
Güvenlik İşletim Noktaları
Reaksiyon sisteminin Mercaptan oksidasyonunu önlemek için azot gazı ile korunması gerekir.
H₂ kuyruk gazı alkalin çözeltisi ile emilir ve%90'a kadar geri kazanım oranı ile sodyum sülfüre dönüştürülür.
Ürün ayrışmasını önlemek için kurutma işlemi sıcaklığının 60 derecenin altında olması gerekir.
Pazar trendleri ve endüstri zinciri analizi
Talep Büyüme Sürücüsü:
EGFR inhibitörü osimertinib için anahtar ara maddesi olarak, 4-merkaptopiridin küresel talebi 2024'te 120 tonu aştı ve yıllık%35 artışla. Çin'deki "yeni kirletici yönetişim eylemi", klorometil eterin kullanımını kısıtladı ve işletmeleri enzim kataliz gibi yeşil süreçleri benimsemeye zorladı ve farmasötik dereceli ürünlerin yerel üretim oranının 2025'ten 2027'ye% 60'a çıkması bekleniyor.
Hammadde fiyat dalgalanmaları:
Piridin fiyatı nikotin talebinden etkilenir, Q 4 2024. 'de yıllık% 22'lik bir artış ile biyo bazlı piridin sentez yolu (mısır samanının dönüşümü gibi) bir araştırma hotspot haline gelmiştir. Bu yol hammadde olarak glikoz kullanır ve mikrobiyal fermantasyon yoluyla üretilir, maliyeti geleneksel petrol yolundan% 15 daha düşüktür.
Jeopolitik etki:
ABD "Biyoman Üretim Yasası", 4-merkaptopiridin ABD farmasötik işletmelerine ihracatını kısıtlıyor ve yerli işletmeleri denizaşırı dolgu üsleri (Meksika gibi) kurmaya teşvik ediyor. Aynı zamanda, Zehetinger'in "Molekül Builder" AI platformu alternatif yapılar tasarlayabilir ve işletmeleri aşağı akış uygulamaları için patent düzenini hızlandırmaya zorlayabilir.
Gelecek Teknoloji Yol Haritası
2025-2027:
% 100 biyo bazlı hammaddeler (piridine glikoz fermantasyonu gibi) kullanarak tamamen yeşil bir sentetik yol elde edin.
4-merkaptopiridin türevleri için bir performans tahmin modeli geliştirmek için DeepMind ile işbirliği yapın ve yeni ilaç geliştirme döngüsünü 18 aya kısaltın.
2028-2030:
Tek satır üretim kapasitesinin yılda 500 tona yükselmesi ile sürekli akış-enzim kataliz bağlantısı teknolojisini teşvik edin.
Gaz depolama ve ayırma uygulamalarını genişletmek için 4-merkaptopiridin bazlı MOFS malzemeleri geliştirin.
Popüler Etiketler: 4-merkaptopiridin CAS 4556-23-4, tedarikçiler, üreticiler, fabrika, toptan, satın alma, fiyat, toplu, satılık