Abstract
CAS NO.288-94-8ay tumutukoy sa 1H-Tetrazole, isang limang-membered heterocyclic compound na may molecular formula CH₂N₄. Tinutuklas ng artikulong ito ang mga pangunahing katangian ng kemikal, mga synthesis pathway, mga aplikasyon sa parmasyutiko, at mga protocol sa kaligtasan na nauugnay sa maraming nalalamang gusaling ito. Kabilang sa mga pangunahing paksa ang papel nito bilang bioisostere para sa mga carboxylic acid, ang paggana nito bilang coupling reagent sa oligonucleotide synthesis, at ang lumalaking pangangailangan nito sa pagbuo ng gamot. Ang mga karaniwang tanong tungkol sa pag-iimbak, pangangasiwa, at mga klasipikasyon ng regulasyon ay tinatalakay, na nagbibigay ng praktikal na sanggunian para sa mga mananaliksik at mga propesyonal sa industriya na nagtatrabaho sa tambalang ito.
Talaan ng mga Nilalaman
- Ano ang Chemical Identity ng 1H-Tetrazole at Bakit Ito Mahalaga?
- Paano Na-synthesize ang 1H-Tetrazole at Ano ang Mga Pangunahing Isinasaalang-alang sa Produksyon?
- Nasaan ang 1H-Tetrazol na Karaniwang Inilalapat sa Pharmaceutical at Biotech Research?
- Anong Mga Protokol sa Kaligtasan at Pangangasiwa ang Nalalapat sa 1H-Tetrazole?
- Anong Papel ang Ginagampanan ng 1H-Tetrazole sa Oligonucleotide Therapeutics?
- Mga Madalas Itanong
I-click ang anumang seksyon upang direktang tumalon sa nilalaman nito
Ano ang Chemical Identity ng 1H-Tetrazole at Bakit Ito Mahalaga?
Ang pag-unawa sa kemikal na pagkakakilanlan ng isang tambalan ay ang unang hakbang patungo sa pagpapahalaga sa papel nito sa modernong agham. 1H-Tetrazole, nakarehistro sa ilalimCAS NO.288-94-8, ay isang heterocycle na mayaman sa nitrogen na nakakuha ng isang natatanging posisyon sa organic chemistry at pagpapaunlad ng parmasyutiko.
Molekular na Arkitektura
Ang tambalan ay binubuo ng isang limang miyembro na singsing na naglalaman ng apat na nitrogen atoms at isang carbon atom. Ang kaayusan na ito ay lumilikha ng planar, aromatic system na parehong kulang sa elektron at kapansin-pansing matatag sa ilalim ng mga kondisyon ng kapaligiran. Ang molecular formula na CH₂N₄ ay tumutugma sa isang molekular na timbang na 70.05 g/mol, na ginagawa itong isa sa pinakamagagaan na heterocyclic scaffold na ginagamit sa medicinal chemistry.
| Ari-arian | Halaga | Kahalagahan |
|---|---|---|
| Molecular Formula | CH₂N₄ | Ang mataas na nilalaman ng nitrogen ay nagbibigay-daan sa magkakaibang reaktibiti |
| Molekular na Timbang | 70.05 g/mol | Ang mababang masa ay pinapaboran ang mahusay na synthetic incorporation |
| Punto ng Pagkatunaw | 156–158 °C | Mala-kristal na solid, matatag sa temperatura ng kuwarto |
| Boiling Point | 220 °C | Nabubulok sa mataas na temperatura |
| Densidad | 0.798 g/mL sa 20 °C | Magaan na mala-kristal na materyal |
| pKa | 4.9 sa 25 °C | mahina acidic; nagbibigay-daan sa paglipat ng proton sa mga reaksyon ng pagkabit |
| Tubig Solubility | Natutunaw | Pinapadali ang pagproseso ng tubig sa mga biological system |
| Hitsura | Puti hanggang dilaw na mala-kristal na pulbos | Praktikal na tagapagpahiwatig ng kadalisayan at mga kondisyon ng paghawak |
Ang halaga ng pKa na 4.9 ay partikular na kapansin-pansin. Inilalagay nito ang 1H-Tetrazole sa isang hanay na nagbibigay-daan dito na gumana bilang isang epektibong proton donor sa ilalim ng banayad na mga kondisyon, na mahalaga para sa catalytic na papel nito sa phosphoramidite chemistry.
Bioisosteric na Kahalagahan
Isa sa mga pinaka-nakakahimok na dahilan na hinahanap ng mga mananaliksik ang 1H-Tetrazole ay ang kakayahan nitong magsilbi bilang bioisostere para sa carboxylate group. Nangangahulugan ito na maaari nitong palitan ang isang bahagi ng carboxylic acid sa isang molekula ng gamot habang pinapanatili o pinapahusay pa ang nais na biological na aktibidad. Hindi tulad ng mga carboxylic acid, na maaaring metabolically labile at madaling kapitan ng mabilis na clearance, ang mga compound na naglalaman ng tetrazol ay madalas na nagpapakita ng pinabuting metabolic stability at binago ang mga profile ng lipophilicity. Ginawa ng property na ito ang 1H-Tetrazole na isang mahalagang scaffold sa disenyo ng enzyme inhibitors, receptor antagonist, at iba pang pharmacologically active agents.
Mga kasingkahulugan at Impormasyon sa Rehistro
- 1H-1,2,3,4-Tetrazole: Systematic na pangalan na sumasalamin sa posisyon ng hydrogen
- 2H-Tetrazole: Tautomeric form na karaniwang makikita sa solusyon
- Tetraazacyclopentadiene: Mapaglarawang pangalan na nagha-highlight ng komposisyon ng singsing
- 1,2,3,4-Tetrazole: Pinasimpleng pag-numero ng singsing
Ang tambalan ay nagtataglay ng EC number 206-023-4 at ang pagtatalaga ng RTECS na UW7370000. Ang mga identifier na ito ay nagbibigay-daan sa mga regulatory body at mga propesyonal sa kaligtasan na subaybayan ang substance sa mga international database at compliance frameworks.
Paano Na-synthesize ang 1H-Tetrazole at Ano ang Mga Pangunahing Isinasaalang-alang sa Produksyon?
Ang synthesis ng 1H-Tetrazole ay nagpapakita ng mga natatanging hamon dahil sa mataas na nilalaman ng nitrogen at masiglang katangian ng nagresultang sistema ng singsing. Ang mga pamamaraan ng produksyon na pang-industriya at laboratoryo ay dapat balansehin ang kahusayan ng ani na may mahigpit na mga kontrol sa kaligtasan.
Mga Karaniwang Sintetikong Ruta
Ang pinakamalawak na ginagamit na laboratoryo synthesis ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng reaksyon ng sodium azide na may hydrogen cyanide o isang angkop na nitrile precursor sa ilalim ng mga kontroladong kondisyon. Kabilang sa mga alternatibong ruta ang cyclization ng hydrazine derivatives na may nitrous acid o ang thermal decomposition ng metal azide complexes. Ang bawat pathway ay may natatanging mga pakinabang at limitasyon tungkol sa scalability, gastos, at profile ng kaligtasan.
- Azide-nitrile cycloaddition: Ang diskarte na ito ay nag-aalok ng mataas na atom economy at kadalasang ginagamit para sa laboratory-scale na paghahanda. Ang mahigpit na kontrol sa temperatura ay mahalaga upang maiwasan ang mga runaway na reaksyon.
- Hydrazine-based cyclization: Nagbibigay ng access sa mga pinalit na tetrazoles na may tinukoy na regiochemistry, kahit na ang paggamit ng hydrazine ay nagpapakilala ng sarili nitong mga kinakailangan sa paghawak.
- Mga rutang metal-catalyzed: Gumagamit ang mga umuusbong na pamamaraan ng mga transition metal catalyst upang mapadali ang pagbuo ng tetrazol sa ilalim ng mas banayad na mga kondisyon, binabawasan ang input ng enerhiya at pagpapabuti ng selectivity.
Karaniwang kinabibilangan ng komersyal na produksyon ang reaksyon ng sodium azide na may triethyl orthoformate o mga kaugnay na orthoesters, na sinusundan ng acidification upang palayain ang libreng tetrazol. Pagkatapos ay dinadalisay ang produkto sa pamamagitan ng recrystallization o sublimation upang makamit ang mataas na antas ng kadalisayan na kinakailangan para sa mga pharmaceutical application.
Purity at Quality Specifications
Para sa pananaliksik at paggamit sa parmasyutiko, ang 1H-Tetrazole ay karaniwang ibinibigay na may mga detalye ng kadalisayan na 98% o mas mataas. Ang tambalan ay maaaring ibigay bilang isang mala-kristal na solid o bilang isang standardized na solusyon sa acetonitrile, karaniwan sa mga konsentrasyon na 0.45 M o 3-4% ayon sa timbang. Ang mga formulation ng solusyon ay nag-aalok ng kaginhawahan para sa mga automated na oligonucleotide synthesizer, kung saan ang tumpak na paghahatid ng activator ay kritikal para sa kahusayan ng pagkabit.
| Form | Karaniwang Pagtutukoy | Konteksto ng Aplikasyon |
|---|---|---|
| Mala-kristal na Solid | ≥98% kadalisayan | Pangkalahatang organic synthesis, mga pamantayan ng sanggunian |
| Solusyon ng Acetonitrile | 0.45 M na konsentrasyon | DNA/RNA synthesizer activator |
| Solusyon ng Acetonitrile | 3–4% w/w | Malaking produksyon ng oligonucleotide |
| Sublimed na Marka | ≥99% kadalisayan | Mga espesyal na application na nangangailangan ng napakataas na kadalisayan |
Nasaan ang 1H-Tetrazol na Karaniwang Inilalapat sa Pharmaceutical at Biotech Research?
Ilang heterocyclic scaffold ang nasiyahan sa lawak ng aplikasyon na iniuutos ng 1H-Tetrazole. Ang presensya nito ay mula sa synthesis ng mga blockbuster na gamot hanggang sa paggawa ng nagliligtas-buhay na oligonucleotide therapeutics.
Intermediate na Tungkulin sa Parmasyutiko
Ang tambalan ay nagsisilbing isang kritikal na intermediate sa paggawa ng ilang ibinebentang mga parmasyutiko. Ang isang kapansin-pansing halimbawa ay ang cenobamate, isang antiepileptic agent na inaprubahan para sa paggamot ng mga partial-onset seizure. Ang tetrazol moiety ay nag-aambag sa pharmacological profile ng gamot sa pamamagitan ng pag-modulate ng interaksyon nito sa mga sodium channel. Higit pa sa cenobamate, lumilitaw ang 1H-Tetrazole sa mga synthetic na ruta para sa mga antihypertensive agent, angiotensin II receptor blocker, at iba't ibang enzyme inhibitors.
Synthesis ng Oligonucleotide
Sa sektor ng biotechnology, ang 1H-Tetrazole ay kailangang-kailangan bilang isang coupling reagent para sa paghahanda ng polynucleotides. Sa panahon ng solid-phase oligonucleotide synthesis, ang tetrazol derivative ay kumikilos bilang isang activator, na pinapadali ang pagkabit ng mga phosphoramidite monomer sa lumalaking oligonucleotide chain. Ang reaksyong ito ay mahalaga sa paggawa ng antisense oligonucleotides, siRNA therapeutics, at CRISPR guide RNAs.
Ang pangangailangan para sa 1H-Tetrazole sa application na ito ay lumago nang malaki habang lumawak ang merkado ng oligonucleotide therapeutics. Ang mga kumpanyang gumagawa ng mga advanced na therapy na ito ay umaasa sa pare-pareho, high-purity activator solution para mapanatili ang coupling efficiencies na higit sa 99% bawat hakbang, na mahalaga para sa paggawa ng full-length oligonucleotide sequence.
Materyal na Agham at Higit Pa
- Masiglang materyales: Ang mataas na nilalaman ng nitrogen ay ginagawang kaakit-akit na mga kandidato para sa mga propellant at gas generant ang mga derivative ng tetrazol, kahit na nililimitahan ng mga pagsasaalang-alang sa kaligtasan ang malawakang paggamit.
- Metal-organic na frameworks: Ang mga ligand na nakabatay sa Tetrazol ay nag-aambag sa pagbuo ng mga porous coordination polymer na may mga potensyal na aplikasyon sa pag-iimbak ng gas at catalysis.
- Agrochemical development: Lumilitaw ang scaffold sa disenyo ng mga nobelang pestisidyo at herbicide, kung saan ang metabolic stability nito ay kapaki-pakinabang.
- Diagnostic imaging: Ang mga compound na naglalaman ng Tetrazole ay ginalugad bilang mga ligand para sa positron emission tomography tracers.
Anong Mga Protokol sa Kaligtasan at Pangangasiwa ang Nalalapat sa 1H-Tetrazole?
Ang wastong paghawak ng 1H-Tetrazole ay hindi mapag-usapan. Ang tambalan ay nagpapakita ng parehong pisikal at kalusugan na mga panganib na nangangailangan ng masigasig na atensyon sa itinatag na mga protocol sa kaligtasan.
Pag-uuri ng Hazard
Sa ilalim ng Globally Harmonized System, ang 1H-Tetrazole ay inuri bilang isang explosive substance sa Division 1.1, na naglalaman ng H201 hazard statement para sa mass explosion hazard. Ang tambalan ay nakakapinsala din kung nalunok (H302) at nagiging sanhi ng malubhang pangangati ng mata (H319). Kapag natunaw sa acetonitrile, ang formulation ay nagiging isang nasusunog na likido, na nagpapakilala ng karagdagang mga panganib sa sunog at singaw.
| Uri ng Hazard | Pag-uuri | Kinakailangang Pag-iingat |
|---|---|---|
| Mga Pagpapasabog na Katangian | Dibisyon 1.1, H201 | Ilayo sa shock, friction, at mga pinagmumulan ng init |
| Talamak na Lason | Kategorya 4, H302 | Iwasan ang paglunok; gumamit ng naaangkop na PPE |
| Pangangati sa Mata | Kategorya 2, H319 | Magsuot ng salaming pangkaligtasan ng kemikal |
| Pagkasunog | H225 (solusyon) | Itago ang layo mula sa mga pinagmumulan ng ignisyon; kagamitan sa lupa |
Imbakan at Katatagan
Ang mala-kristal na solid ay dapat na nakaimbak sa isang cool, tuyo, at well-ventilated na lugar, malayo sa init at direktang sikat ng araw. Ang mga lalagyan ay dapat manatiling mahigpit na selyado upang maiwasan ang pagsipsip ng kahalumigmigan. Ang tambalan ay matatag sa temperatura ng silid kapag maayos na nakaimbak, ngunit ang pagkakalantad sa mga matataas na temperatura na papalapit sa punto ng pagkabulok nito na 220 °C ay maaaring mag-trigger ng marahas na agnas. Ang mga formulation ng solusyon sa acetonitrile ay nangangailangan ng imbakan sa ilalim ng inert gas at proteksyon mula sa liwanag upang mapanatili ang integridad.
Personal Protective Equipment
- Mga salaming pangkaligtasan sa kemikal o isang panangga sa mukha para sa proteksyon sa mata
- Nitrile o neoprene gloves para sa proteksyon ng kamay
- Laboratory coat o apron na lumalaban sa apoy
- Proteksyon sa paghinga kapag humahawak ng pulbos o nagtatrabaho sa mga lugar na hindi maganda ang bentilasyon
- Grounding at bonding equipment kapag naglilipat ng mga solusyon
Ang pagtatrabaho sa 1H-Tetrazole ay dapat isagawa sa isang fume hood o well-ventilated space. Ang mga dami ay dapat na limitado sa pinakamababang kinakailangan para sa gawain, at ang naaangkop na mga materyales sa pagpigil ng spill ay dapat na madaling makuha.
Anong Papel ang Ginagampanan ng 1H-Tetrazole sa Oligonucleotide Therapeutics?
Ang therapeutic oligonucleotide field ay nakaranas ng kapansin-pansing paglaki, at ang 1H-Tetrazole ay nasa gitna ng mga proseso ng pagmamanupaktura na ginagawang posible ang mga gamot na ito.
Mekanismo ng Pag-activate
Sa panahon ng phosphoramidite oligonucleotide synthesis, ang coupling step ay nangangailangan ng activation ng phosphoramidite monomer upang mapadali ang nucleophilic attack ng terminal hydroxyl group ng lumalaking chain. Nagagawa ito ng 1H-Tetrazole sa pamamagitan ng pag-protonate ng diisopropylamino group ng phosphoramidite, na ginagawa itong angkop na umaalis na grupo. Ang activated species pagkatapos ay mabilis na tumutugon sa hydroxyl group, na bumubuo ng phosphite triester linkage na tumutukoy sa oligonucleotide backbone.
Mga Kinakailangan sa Pagganap
Ang kahusayan ng reaksyon ng pagkabit na ito ay direktang tumutukoy sa ani at kalidad ng panghuling oligonucleotide. Kahit na ang isang maliit na pagbawas sa kahusayan ng pagkabit ay nagsasama sa haba ng pagkakasunud-sunod, na nagreresulta sa mga naputol o nabigong mga produkto. Dahil dito, hinihiling ng mga tagagawa ang mga solusyon sa 1H-Tetrazole na nakakatugon sa mahigpit na mga detalye para sa konsentrasyon, nilalaman ng tubig, at kontaminasyon ng particulate.
| Parameter | Karaniwang Kinakailangan | Epekto sa Synthesis |
|---|---|---|
| Konsentrasyon | 0.45 M ± 0.02 M | Tinitiyak ang stoichiometric activation |
| Nilalaman ng Tubig | ≤60 ppm | Pinipigilan ang hydrolysis ng phosphoramidite |
| Mga partikulo | Na-filter ang 0.2 μm | Pinoprotektahan ang mga balbula at linya ng synthesizer |
| Kulay | Malinaw, walang kulay | Tagapagpahiwatig ng kadalisayan at katatagan |
Konteksto ng Market
Ang pandaigdigang merkado para sa 1H-Tetrazole ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang na USD 215.4 milyon noong 2025 at inaasahang aabot sa USD 412.7 milyon sa 2034, na lumalawak sa isang tambalang taunang rate ng paglago na 7.7%. Sinasalamin ng trajectory ng paglago na ito ang pagtaas ng bilang ng mga therapies na nakabatay sa oligonucleotide na pumapasok sa klinikal na pag-unlad at ang kaukulang pangangailangan para sa mga de-kalidad na synthesis reagents.
Mga Madalas Itanong
Kapag ang mga naaangkop na pag-iingat ay sinusunod, ang 1H-Tetrazole ay maaaring pangasiwaan nang ligtas sa isang laboratoryo na may mahusay na kagamitan. Kabilang sa mga pangunahing kinakailangan ang pagtatrabaho sa isang fume hood, pagsusuot ng naaangkop na personal na kagamitan sa proteksyon, at pagliit ng dami. Ang sumasabog na klasipikasyon ng tambalan sa ilalim ng GHS ay nangangahulugan na ang pagkabigla, alitan, at init ay dapat iwasan sa panahon ng paghawak at pag-iimbak. Ang mga pormulasyon ng solusyon sa acetonitrile ay nagbabawas sa panganib ng pagbuo ng alikabok ngunit nagpapakilala ng mga alalahanin sa flammability na nangangailangan ng wastong saligan at bentilasyon.
Ang mala-kristal na solid ay matatag sa temperatura ng silid kapag itinatago sa isang mahigpit na selyadong lalagyan at protektado mula sa kahalumigmigan at liwanag. Walang pagpapalamig ay kinakailangan sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Ang mga pormulasyon ng solusyon sa acetonitrile ay dapat na nakaimbak sa ilalim ng inert gas sa ambient temperature, malayo sa mga pinagmumulan ng ignition at direktang sikat ng araw. Ang matagal na pagkakalantad sa mataas na temperatura ay dapat na iwasan upang maiwasan ang pagkabulok.
Ginagaya ng tetrazol ring ang spatial at electronic na katangian ng pangkat ng carboxylate habang nag-aalok ng higit na mahusay na metabolic stability. Ang mga carboxylic acid ay madalas na napapailalim sa mabilis na conjugation at renal clearance, na nililimitahan ang kanilang tagal ng pagkilos. Ang mga compound na naglalaman ng Tetrazol ay lumalaban sa mga metabolic pathway na ito, na humahantong sa pinahusay na mga profile ng pharmacokinetic. Bukod pa rito, ang pangkat ng tetrazol ay hindi gaanong acidic kaysa sa mga carboxylic acid (pKa 4.9 kumpara sa humigit-kumulang 4.2), na maaaring maka-impluwensya sa pagkamatagusin ng lamad at mga katangian ng pagbigkis ng receptor.
Ang 5-Substituted tetrazoles ay nagdadala ng functional group sa carbon atom ng ring, na nagpapabago sa kanilang steric at electronic na mga katangian. Habang ang unsubstituted 1H-Tetrazole ay pangunahing nagsisilbing coupling agent at bioisostere precursor, ang 5-substituted na variant ay madalas ang huling pharmacophore sa mga molekula ng gamot. Ang mga sintetikong ruta patungo sa mga compound na ito ay karaniwang nagsasangkot ng parehong azide-based cycloaddition chemistry ngunit nangangailangan ng iba't ibang panimulang nitrile o orthoester.
Ang mga kagalang-galang na supplier ay nagbibigay ng Certificate of Analysis na nagdodokumento ng kadalisayan, nilalaman ng tubig, at analytical na pamamaraan, kasama ang isang Safety Data Sheet na nagdedetalye ng mga klasipikasyon ng panganib, pag-iingat sa paghawak, at mga hakbang sa first-aid. Para sa mga formulation ng solusyon, dapat tugunan ng SDS ang parehong bahagi ng tetrazol at ang solvent ng acetonitrile. Maaaring kabilang sa karagdagang dokumentasyon ang isang teknikal na data sheet na tumutukoy sa mga inirerekomendang kundisyon ng imbakan at impormasyon sa pagiging tugma.
Oo, ang 1H-Tetrazole ay natutunaw sa tubig at maaaring lumahok sa aqueous reaction system. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng tubig ay maaaring makagambala sa ilang mga aplikasyon, lalo na sa oligonucleotide synthesis kung saan ang mga anhydrous na kondisyon ay mahalaga. Para sa mga pangkalahatang pagbabagong organiko kung saan ang tubig ay pinahihintulutan, ang mga kondisyon ng tubig ay maaaring mag-alok ng mga pakinabang sa mga tuntunin ng gastos at epekto sa kapaligiran.
Naghahanap ng maaasahang supply ng high-purity na 1H-Tetrazole at mga kaugnay na heterocyclic building blocks?Run'an Pharmaceuticalnaghahatid ng pare-parehong kalidad na sinusuportahan ng mahigpit na analytical na pagsubok at tumutugon na teknikal na suporta.
Makipag-ugnayan sa Amin
