Uracil Powder CAS 66-22-8

Uracilpulver(Uracile) är en organisk förening med molekylformel av C4H4N2O2 och molekylvikt av 112.087, CAS 66-22-8. Det är ett fint grått vitt kristallint pulver. Lätt lösligt i varmt vatten, utspädd ammoniak, något lösligt i kallt vatten, olöslig i etanol och eter. Uracil är den specifika basen för RNA, som motsvarar tymin (T) i DNA. Det är en av de fyra baserna i RNA. Det ersätter tymin i DNA under DNA -transkription och matcher med adenin. Tymin (T) erhålls genom metylering av uracil.

Uracil, som en unik bas av RNA, har visat breda tillämpningar inom områden som biovetenskap, läkemedelsforskning och utveckling och jordbruksteknik. Dess kärnvärde härrör från dess unika kemiska struktur - amino ( - nH ₂) och karbonyl (C=O) -grupper på pyrimidinringen ger den förmågan att delta i basparning, enzymkatalyserade reaktioner och molekylära modifikationer.

Grundläggande forskning inom livsvetenskap: "Kärnkomponenten" av genetisk informationsöverföring

 

1. RNA -syntes och funktionell forskning
Det är en av de fyra huvudbaserna för RNA, som parar med adenin (a) genom vätebindning under transkription för att bilda en RNA -enstaka struktur. I mRNA -syntes påverkar till exempel distributionstätheten för uracil direkt dess stabilitet och översättningseffektivitet. Forskning har funnit att mRNA med höga nivåer av uracil lätt bryts ned av intracellulära nukleaser, medan måttliga modifieringar (såsom pseudouracylering) kan förbättra dess stabilitet avsevärt. Denna mekanism har tillämpats på optimering av mRNA -vacciner.

2. Forskning om DNA -reparationsmekanism
Uracilbör inte existera i DNA, men när cytosin (C) spontant deaminerar eller påverkas av miljöfaktorer som ultraviolett strålning, kan det omvandlas onormalt till uracil, vilket leder till CG -basparmutationer och UA -missförhållanden.

 

Celler känner igen och klyver uracil genom uracil -DNA -glykosidas (UNG), och initierar bas excision reparation (BER) -vägen. Denna process är avgörande för att upprätthålla genomisk stabilitet, och aktivitetsdetekteringen av relaterade enzymer har blivit en biomarkör för tidig diagnos av cancer.
3. Utforskning av epigenetisk reglering
Dess metyleringsmodifiering (såsom 5-metyluracil) kan reglera genuttryck. I växter deltar uracil -metylering i sjukdomsresistensrespons genom att påverka RNA -interferensvägen (RNAi); Hos djur kan uracilmodifiering i tRNA (såsom 5-metoxikarbonylmetyl uracil) förändra dess bindningseffektivitet med ribosomer och därmed reglera proteinsynteshastighet.

Medicinsk forskning och utveckling: Dual Weapons of Anti-tumör och antivirala effekter

 

1. Kärnkomponenter i kemoterapiläkemedel
5-fluorouracil (5-FU): Som ett fluorerat derivat av uracil dödar 5-FU specifikt snabbt spridande tumörceller genom att hämma tymidinsyntas (TS) och blockera produktionen av deoxythymidin (DTMP) som krävs för DNA-syntes. Kliniska data visar att FOLFOX-regimen av 5-FU i kombination med oxaliplatin och kalciumfolat kan öka den 5-åriga överlevnadshastigheten för kolorektala cancerpatienter till över 50%.
Capecitabine: Oral Prohrug, som omvandlas till 5-FU in vivo för adjuvansbehandling av bröstcancer och kolorektal cancer. Dess fördel ligger i att minska komplikationer av intravenös injektion och förbättra patientens efterlevnad.

2. Utveckling av antivirala läkemedel
Hepatit B -behandling: Uracil -analoger (såsom entecavir) hämmar virusreplikation genom konkurrerande bindning till DNA -polymeras av hepatit B -virus (HBV).

 

Kliniska studier har visat att efter 48 veckors behandling med entecavir kan HBV DNA -serokonversionshastigheten nå över 90%.

RNA -virusinhibering: Uracil -derivat kan störa replikationsenzymaktiviteten hos viralt RNA. Exempelvis har forskning om covid-19 (SARS-COV-2) funnit att vissa uracil-analoger kan binda till viralt RNA-beroende RNA-polymeras (RDRP) för att blockera viral genomreplikation.
3. Immunmodulatorer
Uracil och dess derivat kan reglera T -cellfunktionen. Till exempel kan Uracil med låg dos främja differentieringen av reglerande T-celler (Tregs), hämmar överdrivna immunsvar och användas för behandling av autoimmuna sjukdomar såsom reumatoid artrit; Uracil med hög dos förbättrar immunsvaret mot tumör genom att aktivera effektor T-celler (TEFF).

Jordbruksteknik: Molekylära verktyg för förbättring av grödor och stressmotståndsförbättring

 

1. Gen Redigering av adjuvans
I CRISPR-CAS9-genredigeringssystemet kan URACIL-modifierad SGRNA förbättra dess stabilitet och inriktning på effektiviteten. Forskning har visat att framgångsgraden för att redigera SGRNA modifierade med uracilglykosylering i växtceller är 30% högre än den omodifierade versionen. Denna teknik har tillämpats på en exakta redigering av gener för riskresistens (såsom XA21).
2. Växtillväxtreglerare
Uracil nukleosid (uridin), som en föregångare för cytokinin, kan främja växtcelldelning och differentiering. Exogen applicering av uridin kan till exempel öka fruktinställningshastigheten för tomatfrukter och öka vikten för enskilda frukter.

 

Dessutom är uracil också involverad i växternas svar på motgångar som torka och salthalt. Under Boron -bristande förhållanden hindras syntesen av uracil -difosfatglukos (UDPG) i växter, vilket leder till nedsatt sackarostransport. Emellertid kan kompletteringsbor återställa denna process och förbättra grödspänningsmotståndet.

3. Herbicider och defoliants
UracilpulverDerivat (såsom bromobenzonitril) stör den växtfotosyntesen och uppnå ogräsbekämpning genom att hämma syntesen av D1 -protein i fotosystem II (PSII). Denna typ av herbicid har en kontrolleffekt av över 95% på bredbladiga ogräs som amaranth och quinoa och är mycket säker för spannmålsgrödor som vete och majs. Vid bomullsodling kan uracil -defoliants främja bladutgjutning, underlätta mekanisk skörd och förbättra skördseffektiviteten med 20% -30%.

Industriell syntes: "Multifunktionell mellanprodukt" av organisk kemi och materialvetenskap

 

1. Läkemedelsmediciner
Det är ett viktigt råmaterial för att syntetisera flera läkemedel. Till exempel:
Fluorouracil: Beredd genom kondensationsreaktionen från uracil och fluoroacetat, är det ett vanligt använt anti metaboliskt kemoterapiläkemedel i klinisk praxis.
Cytarabin: syntetiserad från uracil genom flera reaktioner, som används för behandling av akut myeloid leukemi.
2. Syntes av nukleinsyraanaloger
Modifierade derivat av uracil, såsom pseudouracil och 5-metyluracil, är grunden för att syntetisera konstgjorda nukleinsyror, såsom PNA och LNA.

 

Dessa analoger har högre bindningsaffinitet och stabilitet och används ofta i utvecklingen av nukleinsyrasonder, genchips och antisense -oligonukleotidläkemedel.

3. Polymermaterial tillsatser
Uracil -grupper kan introduceras i polymerkedjor för att förbättra materialegenskaperna. Till exempel har polyuretanmaterial som innehåller uracil utmärkt biokompatibilitet och kan användas som ytbeläggningar för implantat såsom medicinska katetrar och konstgjorda leder, vilket minskar risken för postoperativ infektion.

Miljöövervakning och livsmedelssäkerhet: "Detektionssonder" för biomarkörer

 

1. Upptäckt av vattenföroreningar
Kan tjäna som en biomarkör för mikrobiell metabolisk aktivitet, som används för att utvärdera aktiviteten hos mikrobiella samhällen i vattendrag. Genom att upptäcka koncentrationen av uracil i avloppsvatten kan nedbrytningseffektiviteten för organiska föroreningar indirekt reflekteras. I behandlingen av industriellt avloppsvatten genom aktiverad slamprocess är till exempel nedbrytningshastigheten för uracil signifikant positivt korrelerad med COD -borttagningshastighet (R =0.85).
2. Autenticitetsbedömning av mat
Innehållet i uracil och dess metaboliter (såsom uridin) kan användas för att identifiera mattyper eller förfalskning.

 

Till exempel är uridinens innehåll i honung nära besläktat med dess växtkälla. Genom att detektera uridin/glukosförhållandet kan naturlig honung skiljas från konstgjorda blandade produkter med en noggrannhetsgrad på över 90%.

3. Forensisk toxikologianalys
Metaboliterna av uracilderivat (såsom 5-fluorouracil) i kroppen (såsom alfa-fluorid - - alanin) har en lång halveringstid och kan användas som biomarkörer för drogmissbruk eller förgiftning. Spårmetaboliter kan detekteras i urin med användning av vätskekromatografi-masspektrometri (LC-MS) -teknologi, vilket ger vetenskaplig grund för kriminalteknisk identifiering.

I den befintliga tekniken är syntesvägarna föruracilpulverär följande:

Tillsätt först 70 ml fumande svavelsyra i en 200 ml ren reaktionsflaska, slå på ismaskinen för att minska den till 0 grader, tillsätt 25 g urea under omrörning och kontrollera processtemperaturen under 10 grader. Tillsätt 50 g issyra, höja temperaturen med 90 grader, rör om för 3 timmar och justera pH för natriumhydroxidlösning till 6. Efter sugfiltrering erhölls 70 g ljusröd råprodukt. Råprodukten omkristalliseras med 350 ml vatten för att få 50 g vit uracil.

Brister: Denna process kan producera 30 ton svavelsyra och 50 ton avloppsvatten per ton urakilprodukt. Det är också en traditionell produktionsprocess med stort miljötryck.

The second is to add 0.16 mol of sodium methoxide and 0.26 mol of ethyl acetate into a three-necked flask with a stirrer at a temperature of 15~20 ℃. Stir for 1h, then slowly add 0.10 mol ethyl formate. Reaction at 25~30 ℃ for 3h after dropping. Get white paste mixture. Add finely ground 0.09 mol thiourea into the above flask, and then raise the temperature to 60 ℃ for reaction for 1 h. Concentrate to dry under reduced pressure, dissolve the residue with a small amount of water, then slowly add 0.25mol30wt.% hydrogen peroxide, and keep the reaction temperature at 50 ℃. After the reaction, cool the mixture to 20 ℃, adjust it to pH1 with concentrated hydrochloric acid, and crystals will be released. After filtration and washing, white crystalline powder was obtained, with a yield of 71.3%. Purity>99%. Urea -rutten använder urea istället för tiourea, och andra experimentella förhållanden förblir oförändrade och ovanstående reaktion inträffar. Reaktionsblandningen är mörkrödbrun klar vätska. Kyl till 20 grader, justera pH med koncentrerad saltsyra och få en ljusgul klar lösning, endast en liten mängd flagnig vit fällning genereras.

Brister i väg 2: Även om denna process övervinner genereringen av en stor mängd avfallsvavelsyra i den traditionella processen, ökar mängden avloppsvatten till 40 ton avloppsvatten per ton produkt.

Uracil är den specifika basen för RNA, som motsvarar tymin (T) i DNA. I processen med DNA-transkription dekomprimeras DNA av helikas i kärnan och paras sedan med fria baspar för att bilda ett enkelsträngat RNA, som blir messenger-RNA (mRNA). I denna process är basparprinciperna: AU, CG, TA, GC. En av pyrimidinbaserna, som är en del av RNA tillsammans med cytosin. Det finns också i uridindifosfatglukos och andra viktiga föregångare för polysackarider. Den visar specifik ultraviolett absorption (259 nanometer maximalt). Den största skillnaden mellan RNA och DNA är skillnaden i sockerkomposition. RNA innehåller uracil och DNA innehåller tymin.

Nyligen syntetiserade NASA -forskareuracilpulver, en nyckelkomponent i livsgenetiskt material, på ett icke-biologiskt sätt i en simulerad rymdmiljö. Under de senaste åren har forskare vid NASA: s Ames Research Center simulerat den interstellära rymdmiljön. De placerade isprovet innehållande uracil i den simulerade rymdmiljön i laboratoriet, exponerade för ultraviolett strålning och fick slutligen den specifika basen av ribonukleinsyra (RNA) - uracil. Uracil är en viktig komponent i RNA och källan till liv på jorden.

Tidigare har forskare hittat pyrimidin i meteoriter, och detta experiment har visat att pyrimidin kan absorbera kosmisk strålning och omvandlas till uracil i rymdmiljön. Forskare tror att i början av jordens bildning kan "hörnstenen" i livet ha bildats i rymden, och de föll till jorden och skapade förutsättningar för livets ursprung. I det stora utrymmet kan en liknande situation existera på vilken planet som helst.

Populära Taggar: Uracil Powder CAS 66-22-8, leverantörer, tillverkare, fabrik, grossist, köp, pris, bulk, till salu