1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸:性质与用途
1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸:性质与用途
1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸是一种含氟N-芳基咪唑羧酸,是药物化学、有机合成和制药研究中用途广泛的杂环构建模块。
- 化学名称
- 1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸
- 核心骨架
- 4位含羧酸的N-芳基取代咪唑
- 关键官能团
- 羧酸基团(-COOH)、咪唑环、对氟苯基
- 主要应用
- 用于药物发现和有机合成的杂环构建模块
- 阿拉丁货号
- H728937
- 化合物类别
- 氟化N-芳基咪唑羧酸
化学结构与关键性质
1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸的结构特征为:咪唑环的N-1氮上连接4-氟苯基取代基,C-4位上连接羧酸基团。五元芳香杂环、苯环上吸电子氟原子以及游离羧酸基团的组合,赋予该分子独特的理化性质。
苯环上对位氟取代基降低了芳香体系的电子密度,相较于未取代苯基类似物提高了代谢稳定性——这一性质在药物化学中备受重视。羧酸基团为进一步化学修饰提供了活性位点,包括酰胺偶联、酯化及配位化学反应。咪唑环本身具有两性特征,既能作为氢键供体,也能作为氢键受体,有助于与生物靶标产生有利的相互作用。
上述结构特征使该化合物成为一种性质明确、性质稳定的固体,适合在标准实验室条件下储存和操作。
合成相关性及作为构建模块的作用
在合成化学中,1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸主要用作高级中间体和构建模块。游离羧酸适用于标准偶联试剂介导的酰胺键形成反应(例如使用EDC/HOBt、HATU或HBTU),可快速构建酰胺库,用于构效关系(SAR)研究。
在酸性或碱性条件下对羧酸进行酯化,可得到甲酯或乙酯,可作为保护中间体或前药结构单元。该化合物还可参与利用咪唑氮原子的反应,如烷基化或金属配位,进一步拓宽其合成应用范围。
N-1位4-氟苯基的引入通常通过N-芳基化策略实现,包括铜催化或钯催化的交叉偶联反应,或直接缩合方法。作为阿拉丁科学(货号:H728937)的商业化产品,研究人员可跳过多步合成,直接获取该骨架进行下游功能化。
研究与制药应用
氟化N-芳基咪唑羧酸及其衍生物在制药研究中占据重要地位。咪唑环是众多生物活性分子中的优势骨架,包括抗真菌药物、酶抑制剂和受体配体。羧酸基团的存在使该化合物可作为广泛药理学相关酰胺、酯和杂环衍生物的前体。
4-氟苯基是药物设计中广泛应用的生物等排体。苯环对位的氟取代可调节亲脂性、pKa和膜通透性,并可通过特定的C–F···H–N或C–F···π相互作用增强与蛋白靶标的结合亲和力。这些特性使氟化咪唑羧酸成为基于片段的药物发现(FBDD)和高通量筛选项目中颇具吸引力的起始材料。
除药物发现外,此类化合物还因咪唑和羧酸根基团的双供体特性,被用于材料科学和配位化学中,作为金属有机框架(MOF)及其他超分子结构的配体。
操作、储存与安全注意事项
与大多数研究级羧酸试剂一样,操作1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸时应遵守相应的实验室预防措施。建议穿戴标准个人防护装备(PPE),包括手套、护目镜和实验室工作服,以防止皮肤和眼睛接触。
该化合物应储存在阴凉、干燥、通风良好的环境中,远离强碱和氧化剂等不相容物质。不使用时应将容器密封,以防吸潮和降解。
研究人员在使用前应查阅阿拉丁科学提供的安全数据表(SDS),获取完整的危害信息、急救措施和处置指南。废弃物处置必须符合适用的地方、区域和国家关于含氟有机化合物的法规要求。
常见问题
1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸在研究中有哪些用途?
该化合物主要用作药物化学和有机合成中的杂环构建模块。其羧酸基团可进行酰胺偶联和酯化反应,使其在构建药物发现化合物库、构效关系研究和基于片段的筛选项目中具有重要价值。
4-氟苯基取代基在该分子中为何重要?
对位氟原子是吸电子基团,可调节芳环的电子性质,改善代谢稳定性,并影响亲脂性和膜通透性。在药物设计中,4-氟苯基是常见的生物等排体,可增强候选药物的结合亲和力和药代动力学特征。
1-(4-氟苯基)-1H-咪唑-4-羧酸应如何储存?
该化合物应密封储存于阴凉、干燥、通风良好的环境中,远离强碱和氧化剂。使用前请务必参阅阿拉丁科学提供的SDS,了解具体储存温度建议和危害信息。
该羧酸基团是否可用于酰胺键形成?
可以。该化合物中的游离羧酸非常适合使用常见活化试剂(如EDC/HOBt、HATU或HBTU)进行标准酰胺偶联反应,使其成为组合化学和药物化学工作流程中生成酰胺衍生物的多功能中间体。
参考文献
- Comprehensive Medicinal Chemistry III, Elsevier. General principles of fluorine in drug design and N-arylimidazole scaffolds.
- March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 7th ed. Wiley. Amide bond formation and carboxylic acid activation methods.
- Aladdin Scientific product page for H728937: 1-(4-Fluorophenyl)-1H-imidazole-4-carboxylic acid.
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