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Tert-isocianato de butila, também conhecido como isocianato de terc-butila, CAS 1609-86-5, A fórmula molecular C5H9NO é um composto orgânico que é um líquido incolor e transparente com um odor pungente. Ligeiramente solúvel em água, insolúvel em etanol, dissulfeto de carbono e solução concentrada de amônia. Usado principalmente como intermediário na produção de pesticidas e produtos farmacêuticos. O principal método de preparação é através da reação de n-butilamina e fosgênio. As etapas específicas incluem a adição de n-butilamina e o-diclorobenzeno ao reator, a introdução de gás cloreto de hidrogênio seco sob agitação até a saturação e, em seguida, a introdução de fosgênio em excesso a 110-160 graus C. Depois que a solução ficar límpida, continue a ventilar por 20-30 minutos e colete o destilado por destilação. Por fim, misture e mexa o destilado com carbonato de sódio anidro, deixe repousar e filtre para obter o produto final. Como intermediário de síntese orgânica, possui uma ampla gama de aplicações em áreas como medicina e pesticidas. Pode ser usado para sintetizar várias moléculas escavadas e moléculas de pesticidas com atividades biológicas específicas.
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Fórmula Química |
C5H9NO |
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Massa Exata |
99 |
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Peso molecular |
99 |
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m/z |
99 (100.0%), 100 (5.4%) |
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Análise Elementar |
C, 60.58; H, 9.15; N, 14.13; O, 16.14 |
Tert-isocianato de butila, por ser um composto orgânico altamente reativo, tem amplo valor de aplicação na área farmacêutica. Não é apenas um intermediário importante na síntese escavada, mas também pode ser usado para preparar várias moléculas escavadas bioativas.
Como intermediário na síntese de drogas
Desempenha um papel importante na síntese escavada e pode participar em diversas reações químicas como intermediário chave, sintetizando assim moléculas de fármacos com atividades biológicas específicas. Estas reações incluem, mas não estão limitadas a reações de condensação de aminas e ácidos carboxílicos, síntese de aminoácidos e peptídeos, etc.
(1) Antibióticos sintéticos:
Pode ser usado para sintetizar diversos antibióticos, que possuem uma ampla gama de aplicações na área médica. Por exemplo, através de reações químicas específicas, o isocianato de terc-butila pode combinar-se com outros compostos para formar compostos com atividade antibacteriana. Esses compostos desempenham um papel importante no tratamento de infecções bacterianas.
(2) Preparação de medicamentos anti-tumorais:
Também pode ser usado para preparar medicamentos anti-tumorais. Ao reagir com outros compostos, podem ser sintetizadas moléculas cavadas que inibem o crescimento e a disseminação de células tumorais. Essas drogas têm valor clínico potencial no tratamento do câncer.
(3) Drogas peptídicas sintéticas:
Os escavadores de peptídeos têm uma ampla gama de aplicações no campo farmacêutico e podem servir como matéria-prima essencial para a síntese de escavações de peptídeos. Através de reações químicas específicas, ele pode se ligar a aminoácidos para formar ligações peptídicas, sintetizando assim peptídeos com atividades biológicas específicas.
Participar na modificação estrutural de moléculas de medicamentos
Também pode ser utilizado para modificação estrutural de moléculas escavadas, introduzindo grupos funcionais específicos ou alterando a estrutura das moléculas, melhorando assim a atividade biológica, as propriedades farmacocinéticas ou reduzindo a toxicidade das escavadas.
(1) Melhorar a solubilidade das escavações:
Alguns medicamentos são difíceis de absorver e distribuir eficazmente no corpo devido à sua fraca solubilidade. Ao introduzir os seus grupos funcionais, a solubilidade dos dugs pode ser melhorada, aumentando assim a sua biodisponibilidade e eficácia terapêutica.
(2) Melhorar a estabilidade dos medicamentos:
A introdução de grupos funcionais também pode melhorar a estabilidade dos medicamentos e prevenir a degradação ou deterioração durante o armazenamento e uso. Isso ajuda a prolongar a vida útil dos medicamentos e a garantir sua eficácia durante o processo de tratamento.
(3) Reduzir a toxicidade das drogas:
Alguns medicamentos apresentam certa toxicidade e podem causar danos ao corpo humano. Ao introduzir os seus grupos funcionais, a estrutura da molécula do fármaco pode ser alterada, reduzindo assim a sua toxicidade e melhorando a segurança do fármaco.
Preparação de moléculas de fármacos com atividade biológica específica
Também desempenha um papel importante na preparação de moléculas de fármacos com atividades biológicas específicas. Essas moléculas de medicamentos desempenham um papel crucial no tratamento de várias doenças.
(1) Preparação do antagonista do receptor hormonal 1 concentrado de melanina:
O receptor 1 do hormônio concentrador de melanina (MCHR1) é um receptor relacionado à obesidade, diabetes e outras doenças metabólicas. Pode ser usado para sintetizar antagonistas do MCHR1, que têm valor clínico potencial no tratamento da obesidade e do diabetes. Ao inibir a função do MCHR1, o apetite e a ingestão de energia podem ser reduzidos, controlando assim o peso e os níveis de açúcar no sangue.
(2) Preparação de Inibidores da Proteína Transferase Niki do Anel Tricíclico:
A farnesil proteína transferase tricíclica (FPTase) é uma enzima chave envolvida na sinalização e proliferação celular. Pode ser usado para sintetizar inibidores de FPTase, que desempenham um papel importante no tratamento de doenças proliferativas como o câncer. Ao inibir a atividade da FPTase, as vias de sinalização e proliferação celular podem ser bloqueadas, inibindo assim o crescimento e a disseminação das células tumorais.
(3) Preparação de outras moléculas de medicamentos bioativos:
Além dos exemplos acima, também pode ser utilizado para preparar várias outras moléculas de fármacos biologicamente activas. Estas moléculas de fármacos desempenham um papel importante no tratamento de doenças cardiovasculares, doenças do sistema nervoso, doenças infecciosas, etc. Ao introduzir os seus grupos funcionais, a estrutura e as propriedades das moléculas de fármacos podem ser alteradas, dotando-as assim de atividades biológicas específicas.
Aplicação no desenvolvimento de medicamentos
Também desempenha um papel importante no desenvolvimento de medicamentos. Pode ser usado para sintetizar novos compostos candidatos a medicamentos e avaliar sua atividade biológica e propriedades farmacológicas por meio de experimentos in vitro e in vivo.
(1) Compostos candidatos a novos medicamentos sintéticos:
No processo de desenvolvimento de medicamentos, ele pode ser usado para sintetizar vários novos compostos candidatos a medicamentos. Esses compostos possuem potencial atividade biológica e propriedades farmacológicas, podendo ser utilizados no tratamento de diversas doenças. Ao sintetizar e rastrear novos compostos candidatos a medicamentos, o processo de desenvolvimento de novos medicamentos pode ser acelerado e a taxa de sucesso de novos medicamentos pode ser melhorada.
(2) Avaliar a atividade biológica e as propriedades farmacológicas dos medicamentos:
As moléculas do fármaco sintetizadas a partir do isocianato de terc-butila podem ser avaliadas através de experimentos in vitro e in vivo. Experimentos in vitro incluem ensaios de atividade enzimática, ensaios de inibição da proliferação celular, etc., usados para avaliar a atividade inibitória e a citotoxicidade de medicamentos contra alvos específicos. Experimentos in vivo incluem experimentos em modelos animais, que são usados para avaliar as propriedades farmacológicas e farmacocinéticas de medicamentos in vivo. Estes resultados experimentais podem fornecer referência importante para o desenvolvimento de novos medicamentos.
Análise de Propriedade Física
Aparência e condição
O isocianato de terc{0}}butila é um líquido incolor e transparente com um odor pungente. Deve ser armazenado no escuro e em baixas temperaturas para evitar a decomposição.
Principais parâmetros físicos
Ponto de ebulição: 85-86 graus (à pressão normal). Durante a destilação, a temperatura deve ser rigorosamente controlada para evitar a decomposição térmica.
Densidade: 0,868g /mL (a 25 graus), adequado para detecção rápida de pureza (como comparação de densitômetro).
Solubilidade: Ligeiramente solúvel em água, facilmente solúvel em solventes orgânicos (como DMSO, clorofórmio). Solventes apropriados devem ser selecionados com base em requisitos experimentais.
Ponto de inflamação: -4 graus (copo fechado), indicando que é altamente inflamável e deve ser operado em ambiente à prova de explosão.
Análise de Estrutura Química
Fórmula molecular e fórmula estrutural
Fórmula molecular: C₅H₉NO, fórmula estrutural: CH₃-C(CH₃)₂-N=C=O, contendo grupos terc-butil e isocianato.
O grupo isocianato (-N=C=O) tem alta reatividade e é um alvo central na análise química.
Método de identificação de grupo funcional
Espectroscopia infravermelha (IR)
Picos característicos de detecção:2250-2270 cm⁻¹ (vibração de alongamento do grupo isocianato N=C=O), 1600-1650 cm⁻¹ (vibração de flexão terc-butil CH).
Impacto na pureza:Impurezas (como produtos de hidrólise) podem levar a uma redução na intensidade do pico ou divisão em 2.250 cm⁻¹.
Espectroscopia de hidrogênio por ressonância magnética nuclear (¹H NMR):
Mudança química:δ 1,3-1,4 ppm (terc-butil metil próton, unimodal), δ 3,5-4,0 ppm (isocianato orto próton, se presente).
A proporção da área integral:A proporção integral do próton terc-butilmetil para o próton adjacente do isocianato deve ser 9:1 (valor teórico).
Análise de Pureza e Impureza
Cromatografia Gasosa (GC)
Otimização de condição
Tipo de coluna: Coluna capilar não{0}}polar (por exemplo, Db-1, 30 m×0,25 mm×0,25 μm).
Programa de aquecimento: Temperatura inicial de 50 graus (mantida por 2 minutos), depois aumentada para 200 graus a uma taxa de 10 graus por minuto (mantida por 5 minutos).
Detector: FID (Detector de Ionização por Chama de Hidrogênio), com alta sensibilidade, adequado para compostos voláteis.
Interpretação dos resultados
O tempo de retenção do pico principal deve ser consistente com o da substância padrão (cerca de 8 a 10 minutos), e a proporção da área do pico de impureza deve ser menor ou igual a 0,5% (em conformidade com os padrões de grau de reagente).
Cromatografia Líquida de Alto Desempenho (HPLC)
Cenários aplicáveis: Análise de impurezas termicamente instáveis ou produtos de hidrólise.
Otimização de condição
Tipo de coluna: coluna de fase-invertida C18 (4,6 mm × 150 mm, 5 μm).
Fase móvel: acetonitrila - água (80:20, contendo 0,1% de TFA), vazão de 1,0 mL/min.
Comprimento de onda de detecção: 220 nm (comprimento de onda máximo de absorção do grupo isocianato).
Interpretação dos resultados
A pureza do pico principal deve ser maior ou igual a 98%, e os picos de impureza precisam ser identificados estruturalmente por espectrometria de massa (MS).
Métodos de análise de segurança
Avaliação de toxicidade aguda
Experimentos com animais
LD₅₀ (oral em camundongos): aproximadamente 150-600 mg/kg (fonte de dados: Renren Wenku), classificado como moderadamente tóxico.
Teste de irritação: Adicione nos olhos ou na pele do coelho e observe reações como vermelhidão, inchaço e bolhas (deve ser realizado em laboratório profissional).
Avaliação de risco ambiental
Toxicidade ecológica
A CL₅₀ para organismos aquáticos (como peixes) deve ser testada de acordo com as diretrizes 203 da OCDE.
Biodegradabilidade: sua degradabilidade foi avaliada através do OCDE 301F (teste de Mann) (considerado uma substância difícil de-de{2}}degradar).
Especificações de segurança operacional
Proteção pessoal
Use máscara de gás (máscara facial completa), luvas químicas (borracha nitrílica) e roupas de proteção.
Resposta de emergência
Em caso de vazamento, absorva-o com materiais inertes (como areia) e evite enxaguar com água (que pode causar reação).
Agentes extintores: pó químico seco, dióxido de carbono. Água ou espuma são proibidas.
reação adversa
Isocianato de terc-butila(Número CAS: 1609-86-5) é um composto orgânico altamente ativo amplamente utilizado em síntese química, intermediários farmacêuticos e ciência de materiais. No entanto, as suas fortes propriedades irritantes, tóxicas e inflamáveis podem levar a múltiplas reações adversas no corpo humano após a exposição, incluindo envenenamento agudo, danos crónicos à saúde e riscos ambientais.
Rotas de exposição e perigos para a saúde
Exposição por inalação
Efeitos agudos: A inalação do vapor de Tert Butilisoacianato pode irritar imediatamente a mucosa nasal, da garganta e do pulmão, causando tosse, respiração ofegante, dificuldade em respirar e aperto no peito. A exposição a altas concentrações (como LC50=377 mg/m³/4h, modelo de camundongo) pode causar edema pulmonar, pneumonia química e até insuficiência respiratória. Os pacientes frequentemente apresentam dores de cabeça, náuseas e tonturas, e os casos graves requerem suporte de ventilação mecânica.
Efeitos crônicos: A exposição prolongada-a doses baixas pode induzir asma ocupacional, caracterizada por sibilos recorrentes, tosse e aperto no peito, com piora dos sintomas dentro de horas a dias após a exposição. Alguns pacientes podem desenvolver doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) com declínio progressivo da função pulmonar.
Contato pele-olho
Exposição da pele: O contato direto com o tert butilisoacianato líquido pode causar queimaduras graves, manifestadas como eritema, bolhas, dor e exsudação. A exposição prolongada ou repetida pode causar dermatite alérgica de contato, prejudicar a função da barreira cutânea e aumentar o risco de infecções secundárias.
Exposição ocular: Salpicos nos olhos podem causar danos químicos à córnea, manifestados como dor intensa, lacrimejamento, fotofobia e visão turva. Se não for enxaguado a tempo, pode evoluir para úlceras de córnea, formação de cicatrizes e até deficiência visual permanente.
Exposição por ingestão
A ingestão de Tert Butilisocianato pode causar queimaduras na mucosa oral, esofágica e gástrica, manifestadas como dificuldade em engolir, vômitos (possivelmente com sangue), dor abdominal e diarreia. A ingestão de altas doses pode inibir o sistema nervoso central, causando sonolência, coma e até depressão respiratória. Experimentos em animais mostraram que, embora os dados de LD50 oral não sejam claros, o LD50 de isocianatos semelhantes (como o diisocianato de tolueno) é de cerca de 2-5 g/kg, indicando toxicidade oral significativa.
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