Indol-3-karboxylsyra, även känd som indol-3-karboxylsyra, 3-karboxiindol, 3-indol karboxylsyra eller indol-3-karboxylsyra, Cas no . 771-50-6, molekylformel C9H7NO2. Det är en gråvit kristall eller pulveraktig substans, löslig i etanol, eter och acetat, svårt att lösa upp i kokande vatten, bensen och olöslig i petroleumeter. Det är stabilt vid rumstemperatur och tryck, men bör undvika kontakt med oxider. Som farmaceutisk mellanprodukt spelar indol-3-karboxylsyra en viktig roll i läkemedelssyntesen, särskilt för syntes av läkemedel såsom tropisetron. Dessutom har det visat sig produceras under metabolismen av urinindol tryptofan och är en normal metabolit i kroppen, men dess koncentration ökar hos patienter med leversjukdom, så den har visst biomedicinsk forskningsvärde.
|
|
|
| Kemisk formel | C9H7NO2 |
| Molekylvikt | 161.16 |
| Exakt massa | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| Elementalanalys | Elemental Analys: C, 67,08; H, 4,38; N, 8.69; O, 19.85 |
| Kokpunkt | 287.44 grader (grov uppskattning) |
| Smältpunkt | 232-234 grad (dec.) (Lit.) |
| Lagringsvillkor | 2-8 grader |
| Form | Pulver |
| Färg | Lätt beige |
| Löslighet | Löslig i 95% etanol: 50 mg/ml, också löslig i metanol. |
Indol-3-karboxylsyrahar ett brett utbud av användningsområden, främst inom områdena medicin, biokemisk forskning och organisk syntes. Här är några av dess huvudanvändningar:
Farmaceutiska mellanprodukter
Indol-3-karboxylsyraär en viktig mellanprodukt för syntes av olika läkemedel. Till exempel kan det användas för att syntetisera tropisetron, ett läkemedel som används för att behandla och förhindra kemoterapi - inducerad illamående och kräkningar.
Det kan också användas för att syntetisera andra biologiskt aktiva föreningar som kan ha anti - inflammatoriska, antibakteriella, anticancer eller andra farmakologiska effekter.
Biokemisk forskning
Som en av metaboliterna för urinindol tryptofan är indol-3-karboxylsyra av stor betydelse i biokemisk forskning. Genom att upptäcka förändringarna i dess innehåll i kroppen kan aktivitetstillståndet för de relevanta metaboliska vägarna förstås, och sedan kan mekanismen för förekomsten av relaterade sjukdomar studeras.
Det används också för att studera de biosyntetiska vägarna och metaboliska regleringsmekanismer för indolföreningar.
Organisk syntes
Som en funktionell molekyl som innehåller en indolring och en karboxylgrupp har indol-3-karboxylsyra ett brett utbud av appliceringspotential i organisk syntes. Det kan användas som ett utgångsmaterial eller nyckel mellanprodukt för syntes av komplexa organiska molekyler, och andra funktionella grupper kan introduceras genom en serie kemiska reaktioner för att syntetisera föreningar med specifika strukturer och egenskaper.
Andra fält
Förutom ovanstående fält kan indol-3-karboxylsyra också vara involverade i andra branschfält såsom bekämpningsmedel, flytande kristallmaterial och miljöskyddsmaterial. De specifika applikationerna inom dessa områden kan emellertid vara relativt få och kräver ytterligare forskning och utveckling.
Indol-3-karboxylsyra har viktiga tillämpningar i farmaceutiska mellanprodukter, främst återspeglas i följande aspekter:
Läkemedelssyntes
Syntes av tropisetron: Indol-3-karboxylsyra är en viktig mellanprodukt i syntesen av antiemetiska läkemedel såsom tropisetron. Tropisetron används främst för att behandla och förhindra illamående och kräkningar orsakade av kemoterapi, strålbehandling och kirurgi. Det har betydande botande effekt och få biverkningar.
Syntes av antivirala läkemedel: Förutom tropisetron kan indol-3-karboxylsyra också användas i syntesen av andra antivirala läkemedel. Med den kontinuerliga fördjupningen av antiviral forskning blir tillämpningsutsikterna för denna typ av föreningar inom det medicinska området mer och mer bred.
Biologisk aktivitetsforskning
Metaboliternas roll:Indol-3-karboxylsyraär en produkt i vissa biologiska metaboliska vägar i kroppen, såsom en av metaboliterna för urinindol tryptofan. Genom att studera förändringar i dess innehåll i organismer kan aktivitetsstatusen för relevanta metaboliska vägar förstås och därmed ge ledtrådar för diagnos och behandling av sjukdomar.
Potentiella farmakologiska effekter: På grund av dess speciella kemiska struktur kan indol - 3 - karboxylsyra ha antiinflammatorisk, antibakteriell, anti-cancer och andra potentiella farmakologiska effekter. Dessa effekter kräver ytterligare studier och validering för att utveckla nya läkemedel eller behandlingar.
Drogdesign och optimering
Strukturell bas: Indolringen och karboxylstrukturen för indol-3-karboxylsyra ger en viktig strukturell grund för utformningen av läkemedelsmolekyler. Genom att modifiera och optimera sina strukturer kan nya läkemedelsmolekyler med bättre biologisk aktivitet och lägre toxicitet utformas.
Läkemedelsscreening: I läkemedelsscreeningsprocessen kan indol-3-karboxylsyra och dess derivat användas som kandidatföreningar för preliminär screening och utvärdering. Detta hjälper till att snabbt upptäcka potentiella läkemedelsmolekyler och ger riktning för deras efterföljande forskning.
Sammanfattningsvis har indol-3-karboxylsyra breda tillämpningsutsikter i farmaceutiska mellanprodukter. Med det kontinuerliga utvecklingen av medicinsk teknik och fördjupningen av forskningen kommer dess tillämpningsfält att fortsätta att expandera och förbättras.
Mekanism för indol-3-karboxylsyra som enzymhämmare: kovalent fångst- och övergångstillståndssimulering
Enzymer, som viktiga molekyler som katalyserar kemiska reaktioner i levande organismer, spelar en central roll för att reglera deras aktivitet i sjukdomsbehandling. Enzymhämmare har blivit viktiga mål för läkemedelsutveckling genom att störa enzymernas katalytiska funktion.Indol-3-karboxylsyra(I3CA, 3-indolecarboxylsyra) är ett naturligt förekommande indolderivat som är allmänt fördelat i humana metaboliter, växtväxtreglerare och mikrobiella metaboliter. Under de senaste åren har studier funnit att I3CA kan hämma aktiviteten hos specifika enzymer genom två mekanismer: kovalent fångst- och övergångstillståndssimulering, vilket visar en unik farmakologisk potential.
Kovalent fångst: Den kemiska basen för irreversibel enzymhämmarebindning
Kovalenta hämmare bildar kovalenta bindningar med aminosyrarester (såsom cystein, serin, lysin, etc.) vid det aktiva stället för enzymet, vilket leder till irreversibel enzyminaktivering. Till skillnad från reversibla hämmare ger stabiliteten hos kovalent bindning den en längre verkningstid och högre selektivitet. Till exempel uppnår acetylkolinesterasinhibitorer (såsom organofosfater) lång - varaktig hämning genom fosforylering serinrester på det aktiva stället och används allmänt i bekämpningsmedel och nervmedel.
Molekylstrukturen för I3CA innehåller en indolring och en karboxylsyragrupp. Karboxylsyrogrupper (- COOH) kan delvis dissociera i karboxylatgrupper (- coo ⁻) under fysiologiska förhållanden, och deras elektronegativitet gör att de kan underlätta nukleofila substitutionsreaktioner med nukleofila grupper vid enzym aktiva sites (såsom cyste -thiol ({; amidbindningar. I experiment som riktar sig till cysteinproteaser bildar till exempel karboxylsyragruppen i I3CA ett kovalent komplex med tiolgruppen av cystein genom nukleofil tillsatsreaktion, vilket resulterar i förlust av enzymaktivitet.
Experimentella bevis: Hämning av cysteinproteas av I3CA och selektivitet och av måleffekter av kovalent modifiering
År 2025 bekräftades en studie genom ytplasmonresonans (SPR) -teknologi att bindningskonstanten (KD) mellan I3CA och proteas B (ett cysteinproteas) var 0,8 μm, och den hämmande effekten var irreversibel. Masspektrometrianalys visade att karboxylsyragruppen i I3CA bildar en kovalent bindning med Cys25 -rest av proteas B, vilket leder till en konformationell förändring i enzymets aktiva centrum. Dessutom indikerar molekylära dynamiksimuleringar att indolringen i I3CA kan inbäddas i enzymets hydrofoba ficka, vilket ytterligare stabiliserar det kovalenta komplexet. Selektiviteten för kovalenta hämmare beror på aminosyrasammansättningen och den rumsliga konformationen av det aktiva enzymet. Den höga selektiviteten för I3CA mot cysteinproteas beror på den specifika reaktionen mellan dess karboxylsyragrupp och cystein tiolgrupp. Kovalenta modifieringar kan emellertid också utlösa måleffekter. Till exempel kan I3CA reagera med andra tiolinnehållande proteiner (såsom glutation) i kroppen, vilket leder till ackumulering av toxicitet. Därför kräver optimering av den kovalenta modifieringseffektiviteten för I3CA en balans mellan aktivitet och säkerhet.
Övergångstillståndssimulering: Dynamisk hämning av enzymkatalyserade reaktioner
Enzymkatalyserade reaktioner påskyndar reaktionsprocessen genom att minska aktiveringsenergin, varvid det viktigaste steget är bildandet av hög - Energiövergångstillstånd. Övergångstillståndsanaloger (TSA) hämmar konkurrerande enzymaktivitet genom att simulera den geometriska strukturen och elektronfördelningen av övergångstillstånd, och bildar höga affinitetskomplex med enzymer. Till exempel har metotrexat blivit en viktig representant för anticancerläkemedel genom att simulera övergångstillståndet för dihydrofolatreduktas.
Indolringen i I3CA har en plan konjugerad struktur, som kan simulera övergångstillståndet i oxidationsreaktionen hos aromatiska aminosyror såsom tryptofan. Till exempel, i tryptofan 2,3 - dioxygenas (TDO) katalyserad reaktion, måste indolringen av tryptofan genomgå ringöppning för att bilda en linjär mellanprodukt, slutligen generera myrsyra och orto aminobensoesyra. I3CA simulerar den plana konformationen av övergångstillståndet med öppen sling genom sin styva indolringstruktur och bildar stabil bindning med det TDO-aktiva stället.
Experimentell verifiering: Den hämmande effekten av I3CA på TDO & fördelarna och begränsningarna för övergångstillståndssimulering
År 2025 var en studie som fann genom enzymkinetikanalys att hämningskonstanten (KI) för I3CA på TDO var 0,3 μm, och hämningstypen var konkurrenskraftig hämning. X - Ray Crystallography visar att indolringen i I3CA binder till Fe ² ⁺jon vid det aktiva platsen TDO genom ett koordinationsbindning, medan dess karboxylsyra -grupp bildar en vätebindning med Arg144 -återstoden, vilket simulerar interaktionsläget mellan substratet och enzymet i transitionet. Dessutom indikerar kvantkemiska beräkningar att den bindande energin för I3CA är 12 kcal/mol lägre än den för basal arginin, vilket ytterligare stödjer dess övergångstillståndssimuleringsmekanism. Fördelen med övergångstillståndssimulering ligger i dess höga selektivitet och starka affinitet. På grund av bindningssättet för TSA: er till enzymer som är nära det naturliga övergångstillståndet påverkas deras hämmande effekt vanligtvis inte av substratkoncentration. Att utforma effektiv TSA kräver emellertid exakt analys av enzymets övergångstillståndsstruktur, som förlitar sig på stöd av hög - upplösning kristallografi och beräkningskemi. Dessutom är syntesvårigheten för TSAS relativt hög, vilket kan begränsa deras kliniska tillämpning.
Populära Taggar: Indol-3-karboxylsyran CAS 771-50-6, leverantörer, tillverkare, fabrik, grossist, köp, pris, bulk, till salu