N-heptafluorobutilimidazol(HFBI) je zelo aktiven acilacijski reagent s kemijsko formulo C₇h₂f₇no in molekulsko maso 249,09 g/mol. Njegova struktura nastane tako, da povezuje skupino perfluorobutiril (c₃f₇co-) z dušikovim atomom imidazolnega obroča, ki ima močan učinek odvzamenja elektronov in znatno poveča elektrofilnost acilne skupine.
HFBI se običajno uporablja pri učinkovitih reakcijah acilacije, kot so pretvorba alkoholov, aminov in tioalkoholov v ustrezne perfluorobutil derivate. V analizi masne spektrometrije se široko uporablja pri derivatizaciji (za povečanje nestanovitnosti in občutljivosti za odkrivanje). Ta reagent je občutljiv na vodo in ga je treba shranjevati in uporabljati v brezvodnem okolju. Nagnjen je k razpadu ob stiku z vodo. Njegova visoka reaktivnost in perfluoroalkilne značilnosti so pomembni vrednosti v organski sintezi in analitični kemiji. Vendar pa je treba med delovanjem nositi zaščitno opremo, da se prepreči stik s kožo ali vdihavanje.
|
|
|
|
Kemična formula |
C7H3F7N2O |
|
Natančna masa |
264.01 |
|
Molekularna teža |
264.10 |
|
m/z |
264.01 (100.0%), 265.02 (7.6%) |
|
Elementarna analiza |
C, 31.83; H, 1.15; F, 50.35; N, 10.61; O, 6.06 |
N-heptafluorobutilimidazol, kot organska spojina s specifično kemijsko strukturo ima širok in raznolik obseg aplikacij, ki vključujejo več polj, kot so kemična analiza, znanost o materialih, farmacevtska sinteza in varstvo okolja.
Derivacijski reagenti
Uporablja se predvsem kot derivatizacijski reagent v kemijski analizi. Derivati se nanašajo na postopek pretvorbe preskusne snovi v lažje zaznati, ločljive ali selektivne spojine s kemičnimi reakcijami. Njegova specifična kemična struktura omogoča reagiranje z različnimi funkcionalnimi skupinami, ki ustvarja derivate z večjo občutljivostjo in selektivnostjo.
Pri odkrivanju kloropropanola sojine omake kot derivatizacijskega reagenta lahko podvrže reakciji esterifikacije s kloropropanolom, da ustvari enostavno zaznavne in ločljive derivate, s čimer se izboljša natančnost in občutljivost odkrivanja. Poleg tega se lahko uporablja tudi za derivatizacijo drugih organskih spojin, kot so alkoholi, fenoli, amini itd., Kar zagotavlja močno podporo kvantitativni analizi teh spojin.
Katalizatorji in reakcijski mediji
Poleg tega, da služi kot derivatizacijski reagent, lahko deluje tudi kot katalizator in reakcijski medij, ki sodeluje v določenih kemijskih reakcijah. Njegova edinstvena kemična struktura omogoča, da v nekaterih kemičnih reakcijah kaže odlično katalitično aktivnost in selektivnost. S prilagoditvijo reakcijskih pogojev je mogoče optimizirati katalitični učinek in izboljšati hitrost reakcije in donos.
Sinteza in spreminjanje polimernih materialov
Se lahko uporablja kot sintetični monomer ali modifikator za polimerne materiale. Polimerne materiale s specifičnimi lastnostmi se lahko pripravimo s kopolimerizacijo ali polimerizacijo cepiv z drugimi monomeri. Na primer, uvedba snovi v polimerno verigo lahko izboljša toplotno stabilnost, oksidacijsko odpornost in korozijsko odpornost polimera. Poleg tega se lahko uporablja tudi za pripravo funkcionalnih polimernih materialov, kot so membrane ionske izmenjave, prevodni polimeri itd.
Površinski modifikator
Uporablja se lahko tudi kot površinski modifikator za izboljšanje površinskih lastnosti materialov. Uvedba N-heptafluorobutiril imidazol na površino materialov s kemičnim vezanjem ali fizično adsorpcijo lahko spremeni zmogljivost, adhezijo, odpornost na obrabo in korozijsko odpornost površine. Ta tehnologija spreminjanja površine se pogosto uporablja pri površinski obdelavi materialov, kot so kovine, keramika, steklo, plastika itd.
Sinteza vmesnih zdravil
Ima pomembno vrednost uporabe v farmacevtski sintezi. Uporablja se lahko kot sintetična surovina za farmacevtske intermediate za pripravo spojin s specifičnimi farmakološkimi aktivnostmi z vrsto kemijskih reakcij. Te spojine imajo široke možnosti uporabe pri raziskavah in proizvodnji zdravil, kot so protitumorska zdravila, antibakterijska zdravila, protivirusna zdravila itd.
Priprava nosilcev drog
Poleg tega se lahko uporablja tudi za pripravo nosilcev drog. Z kombiniranjem z molekulami drog, da tvorijo stabilne komplekse, je mogoče izboljšati stabilnost in biološko uporabnost zdravil. To tehnologijo nosilca zdravil lahko uporabimo na različnih progah uporabe, kot so oralna, injekcija in lokalna uporaba, ki zagotavlja nove rešitve za dostavo in sproščanje zdravil.
Sredstvo za čiščenje vode
Na področju čiščenja vode ima tudi določeno vrednost uporabe. Uporablja se lahko kot sredstvo za čiščenje vode za odstranjevanje škodljivih snovi, kot so ioni težkih kovin in organska onesnaževala iz vode. Z opravljenimi kemičnimi reakcijami ali adsorpcijo s temi onesnaževalci jih je mogoče odstraniti iz vode in s tem izboljšati kakovost vode in zaščititi vodne vire.
Sredstva za sanacijo tal
Poleg tega se lahko uporablja tudi kot sredstvo za sanacijo tal za popravilo onesnaženih tal. Z opravljenimi kemičnimi reakcijami ali biološko razgradnjo z onesnaževali v tleh se onesnaževala lahko pretvori v neškodljive ali nizke strupene snovi, s čimer se obnovijo ekološke funkcije in produktivnost tal.
Dodatki za gorivo
N-heptafluorobutiril imidazol se lahko uporablja tudi kot dodatek za gorivo za izboljšanje učinkovitosti zgorevanja in kalorične vrednosti goriva. Z dodajanjem gorivu je mogoče izboljšati delovanje zgorevanja goriva, lahko zmanjšamo emisije onesnaževal med zgorevanjem in izboljšamo učinkovitost porabe energije.
Elektronski materiali
Na področju elektronskih materialov ima tudi potencialno vrednost uporabe. Lahko služi kot sintetični surovina ali modifikator elektronskih materialov, ki se uporablja za pripravo materialov s specifičnimi električnimi, optičnimi ali magnetnimi lastnostmi. Ti materiali imajo široke možnosti uporabe na področjih, kot so elektronske naprave, optoelektronske naprave in magnetne naprave za shranjevanje.
Površinsko aktivne snovi
Uporablja se lahko tudi kot površinsko aktivno sredstvo za izboljšanje površinske napetosti zmogljivosti tekočine in pene. Z zmanjšanjem površinske napetosti tekočine lahko izboljšamo zmožnost in disperzibilnost tekočine; S povečanjem stabilnosti pene je mogoče izboljšati trajnost in stabilnost pene. Ta površinsko aktivno sredstvo se pogosto uporablja v detergentu, emulgatorju, penastemu agentu in drugih poljih.
Sintetična biologija in umetne celice
Sintetična biologija je interdisciplinarno področje, ki združuje biologijo, inženirstvo in informatiko, katerih cilj je načrtovati, konstruirati in optimizirati biološke sisteme z inženirskimi metodami za dosego določenih funkcij. Umetne celice kot pomembna veja sintetične biologije zagotavljajo novo platformo za biološko proizvodnjo, dostavo zdravil in sanacijo okolja s simulacijo strukture in funkcije naravnih celic.N-heptafluorobutilimidazol, kot zelo učinkovit acilacijski reagent je obdarjen z edinstvenimi elektronskimi učinki in lipofilnostjo zaradi fluorirane strukture, ki lahko poveča njegovo interakcijo z biomolekulami.
Tehnike urejanja genov v sintetični biologiji, kot je CRISPR-CAS9, se zanašajo na učinkovite interakcije med nukleazo in vodilno RNA. N-heptafluorobutiril imidazol lahko poveča njegovo stabilnost in ciljanje z acilacijo modifikacije nukleaz ali vodilne RNA. Na primer, fluorirane nukleaze lahko lažje prodirajo v celične membrane in delujejo na specifične genske lokuse, kar izboljša učinkovitost urejanja genov. Poleg tega lahko N-heptafluorobutilimidazol uporabimo tudi kot ključni encim pri sintetičnem presnovnem inženiringu, ki uravnava aktivnost encimov z modifikacijo acilacije in optimizacijo presnovnih poti. Konstrukcija umetnih celic zahteva simulacijo membranske strukture, presnovne mreže in signalizacijskega sistema naravnih celic. N-heptafluorobutiril imidazol se lahko uporabi kot acilacijski reagent za sintetiziranje fosfolipidnih dvoslojev umetnih celičnih membran.
Uporaba N-heptafluorobutirmil imidazola v sintetični biologiji
Na primer, lahko acilira fosfolipidne molekule, kar povečuje stabilnost in pretočnost membrane. Poleg tega lahko N-heptafluorobutilimidazol uporabimo tudi za sintezo signalnih molekul v umetnih celicah, kot je aciliran modificirani ciklični adenozin monofosfat (CAMP ali signalne molekule znotraj celic. Na primer, lahko acilira fluorescentne sonde, da poveča njihovo vezavno afiniteto s ciljnimi molekulami in s tem izboljša občutljivost za odkrivanje. Poleg tega lahko N-heptafluorobutilimidazol uporabimo tudi za sintezo elektrokemičnih senzorjev z aciliranjem površine elektrode za izboljšanje učinkovitosti prenosa elektronov.
Struktura odrov umetnih celic je temelj za njihovo funkcionalno izvajanje. N-heptafluorobutiril imidazol lahko z acilacijo spreminja polimerne molekule, da konstruira umetne celične oder. Na primer, lahko acilira polietilen glikol (PEG) ali polilaktično kislino (PLA), da poveča mehansko trdnost in biokompatibilnost odrov. Poleg tega lahko za sintezo hidrogelov uporabimo tudi N-heptafluorobutilimidazol. Velikost por in hitrost razgradnje hidrogelov lahko nadziramo z aciliranjem sredstva za križanje. Presnovna mreža umetnih celic mora simulirati presnovo energije in sintezo snovi naravnih celic. N-heptafluorobutiril imidazol lahko uravnava aktivnost in specifičnost presnovnih encimov s spremembo acilacije.
Strategija N-heptafluorobutilimidazola pri konstrukciji umetnih celic
Na primer, lahko acilira ključne encime na poti glikolize, kot sta heksokinaza in fosfofruktokinaza, za optimizacijo učinkovitosti metabolizma glukoze. Poleg tega lahko N-heptafluorobutilimidazol uporabimo tudi za sintezo umetnih presnovnih poti z acilacijsko modifikacijo ne naravnih encimov za dosego biosinteze novih spojin. Sistem prenosa signala umetnih celic mora simulirati mehanizme prepoznavanja signala in odziva naravnih celic. N-heptafluorobutiril imidazol lahko spreminja receptorske beljakovine z acilacijo in poveča njihovo vezavno afiniteto s signalnimi molekulami. Na primer, lahko acilira G -protein, povezane z beljakovinami (GPCR), za uravnavanje znotrajcelične signalizacije. Poleg tega lahko N-heptafluorobutilimidazol uporabimo tudi za sintezo umetnih signalnih molekul, kot so acilirani spremenjeni nevrotransmiterji za uravnavanje medcelične komunikacije.
Dokazano je, da imajo nekateri fluorirani derivati aktivnosti urejanja genov. Na primer, fluorirane nukleaze lahko izboljšajo učinkovitost urejanja genov z izboljšanjem njihove vezavne afinitete na DNK. Acilacijsko reakcijo N-heptafluorobutiril imidazola lahko uporabimo za sintezo takšnih fluoriranih derivatov, vendar njegov specifični mehanizem še vedno potrebuje nadaljnje preiskave. Nedavne študije so poskušale izboljšati stabilnost membran umetnih celic z aciliranjem fosfolipidnih molekul. Na primer, fluorirane fosfolipidne molekule lahko povečajo pretočnost membran in izboljšajo sposobnost preživetja umetnih celic. N-heptafluorobutiril imidazol lahko uporabimo kot acilacijski reagent za takšne študije, vendar je njegova biokompatibilnost potrebna nadaljnja ocena. Acilacijska reakcija N-heptafluorobutiril imidazola lahko uporabimo za sintezo zelo občutljivih biosenzorjev. Na primer, lahko acilira fluorescentne sonde, da poveča njihovo vezavno afiniteto s ciljnimi molekulami in s tem izboljša občutljivost za odkrivanje. Ta vrsta senzorja ima pomembno vrednost uporabe pri spremljanju okolja in diagnozi bolezni.
Potencialna tveganja in etični premisleki
Biološka varnost
Fluorirana struktura N-heptafluorobutiril imidazola lahko poveča njegovo citotoksičnost. Dolgoročna izpostavljenost lahko privede do celične apoptoze ali genskih mutacij. Zato je treba pri raziskovanju uporabe v sintetični biologiji in umetnih celicah strogo oceniti njegovo varnost in optimizirati reakcijske pogoje za zmanjšanje nespecifičnih učinkov.
Etična in pravna vprašanja
Tehnologija umetnih celic vključuje izvor življenja in bioetike. Če se N-heptafluorobutilimidazol uporablja za konstrukcijo ne naravnih celic, lahko povzroči etično polemiko. Ugotoviti je treba ustrezne predpise, da se omejijo njegovo uporabo uporabe in zagotovijo, da so raziskave skladne z etičnimi standardi.
Vpliv na okolje
Okoljska obstojnost fluoriranih spojin lahko privede do ekoloških tveganj. Proizvodnja in uporaba N-heptafluorobutirimidazola bi morala slediti načelom zelene kemije za zmanjšanje onesnaženja na vodo in zemljo.
Priljubljena oznake: N-heptafluorobutilimidazol CAS 32477-35-3, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, veleprodaja, nakup, cena, razsuti