4-Nitrochinolino N-oksidas(4-NQO) yra organinis junginys, kurio cheminė formulė C9H6N2O4, CAS 56-57-5, ir atrodo kaip šviesiai geltona arba geltona kieta medžiaga. Jis gali ištirpti organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip acto rūgštis, acetonas, chloroformas ir dichlormetanas, bet netirpsta vandenyje. Šis junginys turi sudėtingą molekulinę struktūrą, įskaitant azoto oksido grupę ir chinolino grupę. Molekulėje yra du nitro pakaitai, esantys chinolino žiedo 4 ir N padėtyse. Sintetinamas įvairiais metodais, pvz., diazotavimo reakcija, oksidacijos reakcija ir tt Vienas įprastas sintezės būdas yra naudoti 4-hidroksichinoliną kaip žaliavą, įvesti nitro grupes per diazotavimo reakciją ir tada oksiduoti oksidatoriumi, kad būtų gautas tikslinis junginys. Be to, junginys taip pat gali būti gaunamas tiesiogiai nitrinant chinoliną. Jis turi platų pritaikymo ir pritaikymo spektrą, įskaitant priešvėžinių vaistų, fluorescencinių dažų, fotosensibilizatorių, sintetinių tarpinių produktų, analitinių reagentų ir bioaktyvių molekulių tyrimo priemonių tyrimus.
|
|
|
|
Cheminė formulė |
C9H6N2O3 |
|
Tikslios Mišios |
190 |
|
Molekulinė masė |
190 |
|
m/z |
190 (100.0%), 191 (9.7%) |
|
Elementų analizė |
C, 56.85; H, 3.18; N, 14.73; O, 25.24 |
4-Nitrochinolino N-oksidasyra genetinio toksiškumo tyrimuose dažnai naudojama cheminė medžiaga, turinti daugybę veikimo mechanizmų ir pritaikymo būdų.
1. Kancerogeniniai tyrimai:
4-NQO plačiai naudojamas tiriant kancerogeninį poveikį. Tai stiprus kancerogenas, galintis sukelti naviko formavimąsi įvairiuose gyvūnų modeliuose ir žmogaus ląstelėse. Tiriant kancerogeninį poveikį, 4-NQO dažnai naudojamas kaip pavyzdinis junginys tiriant jo navikų sukėlimo mechanizmą ir jo sinergetinį poveikį su kitais junginiais. Be to, 4-NQO taip pat gali būti naudojamas tiriant naviko atsiradimo molekulinius mechanizmus ir ieškant veiksmingų gydymo strategijų.
2. Genų ekspresijos reguliavimo tyrimai:
4-NQO gali paveikti genų ekspresijos reguliavimo procesą, daugiausia prisijungdamas prie DNR ir paveikdamas transkripcijos faktoriaus aktyvumą. Genų ekspresijos reguliavimo tyrimuose 4-NQO naudojamas kaip pavyzdinis junginys, tiriant genų ekspresijos reguliavimo mechanizmus ir įtakojančius veiksnius. Naudodami 4-NQO ląstelėms ar audiniams gydyti, mokslininkai gali ištirti genų ekspresijos pokyčius ir jo ryšį su naviko vystymusi. Be to, 4-NQO taip pat gali būti naudojamas norint patikrinti ir įvertinti galimą vaistų ar kitų junginių poveikį genų ekspresijai.
3. Signalų perdavimo tyrimai:
4-NQO gali paveikti įvairius signalo perdavimo būdus, įskaitant MAPK, PI3K/Akt, NF-κ B klasę. Signalų perdavimo tyrime 4-NQO naudojamas kaip įrankis signalo perdavimo mechanizmams ir reguliavimui tirti. Naudodami 4-NQO ląstelėms ar audiniams gydyti, mokslininkai gali ištirti signalo perdavimo takų aktyvavimą ir jų ryšį su naviko vystymusi. Be to, 4-NQO taip pat gali būti naudojamas norint patikrinti ir įvertinti galimą vaistų ar kitų junginių poveikį signalo perdavimui.
4. Imunotoksiškumo tyrimai:
4-NQO turi tam tikrą imunotoksiškumą ir gali paveikti imuninių ląstelių aktyvumą ir funkciją. Imunotoksiškumo tyrimuose 4-NQO naudojamas kaip pavyzdinis junginys imuninės sistemos pokyčiams ir reguliavimui tirti. Naudodami 4-NQO imuninėms ląstelėms arba sveikiems gyvūnams gydyti, mokslininkai gali ištirti apoptozę, imuninių ląstelių aktyvaciją ir jų ryšį su naviko vystymusi. Be to, 4-NQO taip pat gali būti naudojamas norint patikrinti ir įvertinti galimus imunomoduliuojančius vaistus ar kitus junginius dėl jų poveikio imuninei sistemai.
4-Nitrochinolino N-oksidas (4-NQO) yra svarbi cheminė medžiaga, kuri atlieka lemiamą vaidmenį atliekant genetinio toksiškumo tyrimus. Jis ne tik turi daugybę veikimo mechanizmų, bet ir plačiai naudojamas tokiose srityse kaip vėžio tyrimai, organinė sintezė ir vaistų kūrimas.
Cheminės savybės
Tai organinis junginys, kurio molekulinė formulė C9H6N2O3, o molekulinė masė yra maždaug 190,16 (šiek tiek skiriasi literatūra, pvz., 192,1636). Paprastai jis būna nuo geltonos iki rudos spalvos kristalų arba miltelių pavidalo, turintis aukštą lydymosi temperatūrą (154–156 °C) ir virimo temperatūrą (387,64 °C). Be to, 4-NQO tankis yra apie 1,42 g/cm³, o lūžio rodiklis yra apie 1.5570. 4-NQO tirpsta organiniuose tirpikliuose, pvz., acetone, ir yra jautrus šviesai. Jis turi būti laikomas -20 ° C temperatūroje, kad būtų išvengta skilimo.
Cheminėje 4-NQO struktūroje yra nitro (NO2) ir N- oksido grupių, kurios atlieka svarbų vaidmenį cheminėse reakcijose. Dėl nitro grupės 4-NQO yra stiprus oksidatorius, galintis dalyvauti įvairiose redokso reakcijose. N-oksido grupė suteikia jai unikalų biologinį aktyvumą, ypač genetinio toksiškumo požiūriu.
Veikimo mechanizmas
4-NQO genotoksinį poveikį organizmams daro įvairiais mechanizmais. Šie mechanizmai daugiausia apima DNR pažeidimą, oksidacinį stresą ir DNR sintezės slopinimą.
Oksidacinis stresas reiškia patologinę būseną, kuri atsiranda, kai organizme susidaro per daug ROS, o antioksidacinė gynybos sistema negali veiksmingai jos pašalinti{0}}NQO dar labiau padidina DNR pažeidimą, sukeldama oksidacinį stresą. ROS gali ne tik tiesiogiai atakuoti DNR, bet ir sukelti membranos lipidų peroksidaciją, baltymų oksidaciją ir mitochondrijų disfunkciją. Šie poveikiai kartu sustiprina ląstelių oksidacinio streso būseną, todėl jos tampa jautresnės genetiniam toksiškumui.
Be tiesioginio DNR pažeidimo, 4-NQO taip pat gali paveikti ląstelių dauginimąsi ir diferenciaciją, nes slopina DNR sintezę. Tyrimai parodė, kad 4-NQO gali slopinti DNR polimerazės aktyvumą ir taip sulėtinti DNR grandinių pailgėjimo greitį. Šis slopinamasis poveikis ne tik trukdo DNR replikacijai, bet ir gali paveikti DNR atstatymo procesą, todėl ląstelės tampa jautresnės genetinei žalai.
Taikymas
4-NQO turi didelę taikymo vertę įvairiose srityse, ypač vėžio tyrimuose, organinėje sintezėje ir vaistų kūrime.
Vėžio tyrimai
4-NQO yra veiksmingas kancerogenas, dažniausiai naudojamas vėžio modeliavimo ir mechanizmų tyrimams. Jis gali sukelti ląstelių kancerogenezę per tokius mechanizmus kaip DNR pažeidimas ir oksidacinis stresas. Eksperimentuose su gyvūnais 4-NQO buvo plačiai naudojamas vėžio, pvz., burnos vėžio ir liežuvio gleivinės plokščiųjų ląstelių karcinomos, atsiradimui sukelti. Šie modeliai ne tik padeda atskleisti vėžio patogenezę ir molekulinį pagrindą, bet ir suteikia svarbių eksperimentinių vėžio prevencijos ir gydymo įrodymų.
Susiję tyrimai
4-NQO, kaip svarbi cheminė medžiaga, sulaukė didelio dėmesio ir tyrimų tiek akademinėje, tiek pramonėje. Štai keletas tyrimų pažangos ir pasiekimų, susijusių su 4-NQO.
(1) 4-NQO sukeltas DNR pažeidimas ir taisymas
Tyrimai parodė, kad 4-NQO gali sukelti įvairių tipų DNR pažeidimus, įskaitant DNR grandinės pertraukas, bazės pažeidimus ir DNR baltymų kryžminį susiejimą. Šie pažeidimai gali sukelti replikacijos klaidas ir nenormalią genų ekspresiją DNR replikacijos ir transkripcijos procesų metu. Tačiau ląstelės turi sudėtingą DNR atkūrimo mechanizmą, kuris gali atpažinti ir ištaisyti šiuos pažeidimus. Tyrimai parodė, kad 4-NQO sukeltas DNR pažeidimas daugiausia atstatomas naudojant nukleotidų ekscizijos taisymo (NER) kelią. NER yra labai konservuotas DNR taisymo mechanizmas, galintis atpažinti ir pašalinti pažeistus DNR fragmentus bei atlikti tikslų taisymą.
(2) 4-NQO kancerogeninis mechanizmas
4-NQO kancerogeninis mechanizmas visada buvo karšta tyrimų tema. Tyrimai parodė, kad 4-NQO gali sukelti tokius mechanizmus kaip DNR pažeidimas ir oksidacinis stresas, dėl kurių atsiranda ląstelių genų mutacijos ir chromosomų anomalijas, todėl padidėja ląstelių kancerogenezės rizika. Be to, 4-NQO taip pat gali paveikti ląstelių proliferacijos ir diferenciacijos procesus, todėl jos tampa jautresnės genetinei žalai. Šie mechanizmai bendrai paaiškina, kodėl 4-NQO yra veiksmingas kancerogenas atliekant eksperimentus su gyvūnais.
(3) 4-NQO taikymas kuriant vaistus
4-NQO turi plačias taikymo perspektyvas kuriant vaistus. Tiriant 4-NQO poveikį ląstelių proliferacijai, diferenciacijai ir apoptozei, galima patikrinti junginius, pasižyminčius priešnavikiniu aktyvumu. Šie junginiai turi didelę reikšmę kuriant vaistus nuo vėžio. Be to, 4-NQO taip pat gali būti pavyzdinis vaistų metabolizmo ir toksiškumo tyrimų junginys, naudojamas įvertinti medžiagų apykaitos kelius ir vaistų toksiškumo mechanizmus. Šie tyrimai ne tik padeda atskleisti vaistų veiksmingumą ir saugumą, bet ir suteikia svarbių eksperimentinių įrodymų klinikiniam vaistų pritaikymui.
(4) 4-NQO poveikis aplinkai ir sveikatai
Spartėjant industrializacijai ir urbanizacijai, cheminių medžiagų, tokių kaip 4-NQO, taršos aplinkoje problema tampa vis ryškesnė. Tyrimai parodė, kad 4-NQO gali patekti į aplinką ir organizmus įvairiais keliais, keldamas potencialią grėsmę aplinkai ir žmonių sveikatai. Todėl labai svarbu ištirti 4-NQO migracijos, transformacijos ir bioakumuliacijos procesus aplinkoje, taip pat jo toksinį poveikį ir ekologinę riziką organizmams. Šie tyrimai ne tik prisideda prie moksliškai pagrįstos aplinkos apsaugos politikos ir priemonių kūrimo, bet ir suteikia svarbų mokslinį pagrindą žmonių sveikatai ir aplinkos saugai užtikrinti.
Yra daug sintezės metodų4-Nitrochinolino N-oksidas, o du dažniausiai pasitaikantys bus išvardyti kitame tekste.
1 būdas:
4-metoksichinolino-N-oksido sintezė
Reaguokite 4-hidroksichinoliną su natrio metoksidu, kad gautumėte 4-metoksichinolino-N-oksidą.
C9H7NE + CH3OH + NaOH → C9H7NO-N oksidas + H2O + NaCl
Ši reakcija yra tipinė alkoholizacijos reakcija, kai natrio metoksidas naudojamas kaip alkoholizuojantis agentas 4-hidroksichinolino-N-oksido hidroksilo grupei metilinti.
4-chlorchinolino-N-oksido sintezė
4-Metoksichinolino-N-oksidas buvo apdorotas acetilchloridu, kad gautų 4-chlorchinolino-N-oksidą.
C9H7NO-N-Oksidas + CH3COCl → 4-chlorochinolinas-N-oksidas + HCl
Ši reakcija yra acilo chlorinimo reakcija, kurioje acetilchloridas veikia kaip acilo chlorinimo agentas, acetilinant 4-metoksichinolino-N-oksido metoksigrupę, kad gautų 4-chlorochinolino-N-oksidą.
4-aminochinolino-N-oksido sintezė
Hidrinant paladžiu katalizuojamą 4-chlorchinolino-N- oksidą skystame amoniake gaunamas 4-aminochinolino-N-oksidas.
4-Chlorchinolinas-N-oksidas + H2 + Pd/C → 4-aminochinolino-N-oksidas
Ši reakcija yra tipinė katalizinė hidrinimo reakcija, kai kaip katalizatorius naudojamas paladis, 4-chlorchinolino-N-oksido chloro atomas pakeičiamas vandenilio atomu ir gaunamas 4-aminochinolino-N-oksidas.
Sintezuokite tikslinį produktą
Rūgščiomis sąlygomis tikslinis produktas 4-NQO buvo susintetintas nitrinant chinolino-N-oksidą sieros ir azoto rūgštimi.
4-Aminochinolinas-N-oksidas + H2TAIP4 + HNO3 → C9H6N2O3 + H2O + SO2 + NE2
Ši reakcija yra tipinė nitrinimo reakcija, kurios metu sieros rūgštis ir azoto rūgštis naudojamos kaip nitrinančios medžiagos, kad nitruotų 4-aminochinolino-N- oksido aminogrupę, todėl susidaro tikslinis produktas. Tuo pačiu metu gaminami šalutiniai produktai, tokie kaip sieros rūgštis, azoto dioksidas ir vanduo.
Pirmiau pateikti išsamūs pirmojo metodo žingsniai ir atitinkama cheminės reakcijos formulė. Reikėtų pažymėti, kad šios reakcijos sąlygos ir produkto grynumas gali skirtis priklausomai nuo eksperimentinių sąlygų ir tikslinio produkto grynumo reikalavimų. Praktikoje rekomenduojama koreguoti ir optimizuoti pagal konkrečias eksperimentines sąlygas ir tikslinio produkto grynumo reikalavimus.
2 būdas:
Ištirpinkite žaliavas
Ištirpinkite 5-hidroksiindolą etanolyje, kad gautumėte 5-hidroksiindolo tirpalą etanolyje. Šis etapas yra paruošiamasis darbas, skirtas 5-hidroksiindolui ištirpinti etanolyje, kad būtų galima naudoti tolesnėse reakcijose.
Sintetina 4-bromchinoliną
Esant natrio etanoliui, benzilo bromidas buvo pridėtas į 5-hidroksiindolo tirpalą etanolyje, kaitinamas iki tam tikros temperatūros, nuolat maišomas ir tam tikrą laiką reaguojama, kad gautų 4-bromchinoliną. Šio etapo reakcijos lygtis gali būti išreikšta taip:
C8H7NE + CH3CHBrNa → C9H6BrN + NaOH + H2O
Ši reakcija yra pakeitimo reakcija, kai natrio etanolis veikia kaip bazė, padedanti 5-hidroksiindolui pašalinti hidroksilo grupes ir reaguoti su benzilo bromidu, kad susidarytų 4-bromchinolinas.
Sintetina 4-morfolinoaniną
Reaguokite 4-bromchinoliną su morfolinu tam tikroje temperatūroje ir slėgyje, o susidariusį 4-morfolinoaniliną atskirkite chromatografijos kolonėlėmis arba kitais atskyrimo metodais. Šio etapo reakcijos lygtis gali būti išreikšta taip:
C9H6BrN + C4H9NE → C10H14N2O + NaOH + H2O
Ši reakcija yra pakeitimo reakcija, kurioje morfolinas veikia kaip pakaitas ir reaguoja su 4-bromchinolinu, kad susidarytų4-Nitrochinolino N-oksidas.
4-Nitrochinolino N-oksidas, kadaise buvęs neaiškus cheminis junginys, tapo nepakeičiamu biomedicinos tyrimuose ir toksikologijoje. Jo, kaip mutageno ir oksidacinio streso induktoriaus, vaidmuo yra unikalus objektyvas, per kurį galima tirti vėžio biologiją, DNR atstatymą ir vaistų kūrimą. Nors dėl kancerogeninio potencialo reikia griežtų saugos protokolų, nuolatinės aptikimo ir gydymo naujovės ir toliau plečia jo taikymą. Tobulėjant mokslui, 4-NQO neabejotinai išliks gyvybiškai svarbia priemone, padedančia atskleisti ligos sudėtingumą ir atrasti naujas intervencijas.
Dažnai užduodami klausimai
Kas yra n-metilmorfolino n-oksidas?
+
-
N-metilmorfolino N-oksidas (N MMO) apibrėžiamas kaipciklinis N{0}}oksidas, kuris yra ypač efektyvus celiuliozės tirpinimui ir yra pagrindinis komponentas liocelio pramonėje gaminant regeneruotą celiuliozės pluoštą.
Kam naudojamas 4-metilmorfolinas?
+
-
4-metilmorfolinas, taip pat žinomas kaip N-metilmorfolinas, yra ciklinis tretinis aminas ir dažnai naudojamaskaip labai vertingas tirpiklis ir puiki cheminė medžiaga celiuliozei.
Ar 4 metilmorfolinas yra toksiškas?
+
-
Gali būtividutiniškai toksiškas prarijus, įkvėpus ir absorbuojant per odą. Labai dirgina odą, akis ir gleivines. Naudojamas kaip tirpiklis ir vaistams gaminti.
Populiarus Žymos: 4-nitrochinolino n-oksidas cas 56-57-5, tiekėjai, gamintojai, gamykla, didmeninė prekyba, pirkti, kaina, dideliais kiekiais, parduoti