Abstrak
CAS NO.288-94-8mengacu pada 1H-Tetrazol, senyawa heterosiklik beranggota lima dengan rumus molekul CH₂N₄. Artikel ini mengeksplorasi sifat kimia dasar, jalur sintesis, aplikasi farmasi, dan protokol keselamatan yang terkait dengan bahan penyusun serbaguna ini. Topik-topik utamanya mencakup perannya sebagai bioisostere untuk asam karboksilat, fungsinya sebagai reagen penghubung dalam sintesis oligonukleotida, dan meningkatnya permintaan dalam pengembangan obat. Pertanyaan umum mengenai penyimpanan, penanganan, dan klasifikasi peraturan telah dibahas, memberikan referensi praktis bagi para peneliti dan profesional industri yang bekerja dengan senyawa ini.
Daftar isi
- Apa Identitas Kimiawi 1H-Tetrazole dan Mengapa Itu Penting?
- Bagaimana 1H-Tetrazol Disintesis dan Apa Pertimbangan Utama Produksinya?
- Dimana 1H-Tetrazole Paling Umum Diterapkan dalam Penelitian Farmasi dan Bioteknologi?
- Protokol Keamanan dan Penanganan Apa yang Berlaku untuk 1H-Tetrazole?
- Apa Peran 1H-Tetrazol dalam Terapi Oligonukleotida?
- Pertanyaan yang Sering Diajukan
Klik bagian mana pun untuk melompat langsung ke kontennya
Apa Identitas Kimiawi 1H-Tetrazole dan Mengapa Itu Penting?
Memahami identitas kimia suatu senyawa adalah langkah pertama untuk menghargai perannya dalam ilmu pengetahuan modern. 1H-Tetrazole, terdaftar di bawahCAS NO.288-94-8, adalah heterosiklik kaya nitrogen yang mendapat posisi istimewa dalam kimia organik dan pengembangan farmasi.
Arsitektur Molekuler
Senyawa tersebut terdiri dari cincin beranggota lima yang mengandung empat atom nitrogen dan satu atom karbon. Susunan ini menciptakan sistem aromatik planar yang kekurangan elektron dan sangat stabil dalam kondisi sekitar. Rumus molekul CH₂N₄ memiliki berat molekul 70,05 g/mol, menjadikannya salah satu perancah heterosiklik paling ringan yang digunakan dalam kimia obat.
| Milik | Nilai | Makna |
|---|---|---|
| Rumus Molekuler | CH₂N₄ | Kandungan nitrogen yang tinggi memungkinkan reaktivitas yang beragam |
| Berat Molekul | 70,05 gram/mol | Massa rendah mendukung penggabungan sintetis yang efisien |
| Titik lebur | 156–158 °C | Kristal padat, stabil pada suhu kamar |
| Titik didih | 220 °C | Terurai pada suhu tinggi |
| Kepadatan | 0,798 g/mL pada 20 °C | Bahan kristal ringan |
| pKa | 4,9 pada 25 °C | Sedikit asam; memungkinkan transfer proton dalam reaksi kopling |
| Kelarutan Air | Larut | Memfasilitasi pemrosesan air dalam sistem biologis |
| Penampilan | Bubuk kristal berwarna putih hingga kuning muda | Indikator praktis kemurnian dan kondisi penanganan |
Nilai pKa sebesar 4,9 sangat penting. Ini menempatkan 1H-Tetrazol dalam kisaran yang memungkinkannya berfungsi sebagai donor proton yang efektif dalam kondisi ringan, yang penting untuk peran katalitiknya dalam kimia fosforamidit.
Signifikansi Bioisosterik
Salah satu alasan paling kuat mengapa para peneliti mencari 1H-Tetrazol adalah kemampuannya untuk berfungsi sebagai bioisostere untuk kelompok karboksilat. Artinya, ia dapat menggantikan bagian asam karboksilat dalam molekul obat sekaligus mempertahankan atau bahkan meningkatkan aktivitas biologis yang diinginkan. Tidak seperti asam karboksilat, yang labil secara metabolik dan rentan terhadap pembersihan yang cepat, senyawa yang mengandung tetrazol sering kali menunjukkan peningkatan stabilitas metabolik dan perubahan profil lipofilisitas. Sifat ini menjadikan 1H-Tetrazole perancah yang berharga dalam desain inhibitor enzim, antagonis reseptor, dan agen aktif farmakologis lainnya.
Sinonim dan Informasi Registri
- 1H-1,2,3,4-Tetrazole: Nama sistematis yang mencerminkan posisi hidrogen
- 2H-Tetrazol: Bentuk tautomerik yang biasa ditemui dalam larutan
- Tetraazacyclopentadiene: Nama deskriptif yang menyoroti komposisi cincin
- 1,2,3,4-Tetrazol: Penomoran cincin yang disederhanakan
Senyawa tersebut memiliki nomor EC 206-023-4 dan sebutan RTECS UW7370000. Pengidentifikasi ini memungkinkan badan pengawas dan profesional keselamatan untuk melacak zat tersebut di seluruh basis data internasional dan kerangka kepatuhan.
Bagaimana 1H-Tetrazol Disintesis dan Apa Pertimbangan Utama Produksinya?
Sintesis 1H-Tetrazol menghadirkan tantangan unik karena kandungan nitrogen yang tinggi dan sifat energik dari sistem cincin yang dihasilkan. Metode produksi skala industri dan laboratorium harus menyeimbangkan efisiensi hasil dengan kontrol keamanan yang ketat.
Rute Sintetis Umum
Sintesis laboratorium yang paling banyak digunakan dilakukan melalui reaksi natrium azida dengan hidrogen sianida atau prekursor nitril yang sesuai dalam kondisi terkendali. Rute alternatif melibatkan siklisasi turunan hidrazin dengan asam nitrat atau dekomposisi termal kompleks logam azida. Setiap jalur memiliki kelebihan dan keterbatasan berbeda terkait skalabilitas, biaya, dan profil keamanan.
- Sikloadisi azida-nitril: Pendekatan ini menawarkan penghematan atom yang tinggi dan sering digunakan untuk persiapan skala laboratorium. Kontrol suhu yang ketat sangat penting untuk mencegah reaksi yang tidak terkendali.
- Siklisasi berbasis hidrazin: Menyediakan akses ke tetrazol tersubstitusi dengan regiokimia yang ditentukan, meskipun penggunaan hidrazin memerlukan persyaratan penanganannya sendiri.
- Rute yang dikatalisis logam: Metodologi yang sedang berkembang menggunakan katalis logam transisi untuk memfasilitasi pembentukan tetrazol dalam kondisi yang lebih ringan, mengurangi masukan energi dan meningkatkan selektivitas.
Produksi komersial biasanya melibatkan reaksi natrium azida dengan trietil ortoformat atau ortoester terkait, diikuti dengan pengasaman untuk melepaskan tetrazol bebas. Produk tersebut kemudian dimurnikan melalui rekristalisasi atau sublimasi untuk mencapai tingkat kemurnian tinggi yang diperlukan untuk aplikasi farmasi.
Spesifikasi Kemurnian dan Kualitas
Untuk penelitian dan penggunaan farmasi, 1H-Tetrazol biasanya diberikan dengan spesifikasi kemurnian 98% atau lebih tinggi. Senyawa ini dapat diperoleh dalam bentuk padatan kristal atau sebagai larutan standar dalam asetonitril, biasanya pada konsentrasi 0,45 M atau 3–4% berat. Formulasi larutan menawarkan kemudahan untuk penyintesis oligonukleotida otomatis, di mana pengiriman aktivator yang tepat sangat penting untuk efisiensi penggandengan.
| Membentuk | Spesifikasi Khas | Konteks Aplikasi |
|---|---|---|
| Kristal Padat | kemurnian ≥98%. | Sintesis organik umum, standar referensi |
| Larutan Asetonitril | konsentrasi 0,45 M | Aktivator penyintesis DNA/RNA |
| Larutan Asetonitril | 3–4% b/b | Produksi oligonukleotida skala besar |
| Kelas Sublimasi | ≥99% kemurnian | Aplikasi khusus yang memerlukan kemurnian sangat tinggi |
Dimana 1H-Tetrazole Paling Umum Diterapkan dalam Penelitian Farmasi dan Bioteknologi?
Beberapa perancah heterosiklik menikmati luasnya aplikasi yang diperintahkan 1H-Tetrazole. Kehadirannya mulai dari sintesis obat-obatan blockbuster hingga produksi terapi oligonukleotida yang menyelamatkan jiwa.
Peran Menengah Farmasi
Senyawa ini berfungsi sebagai perantara penting dalam pembuatan beberapa obat-obatan yang dipasarkan. Salah satu contoh penting adalah cenobamate, agen antiepilepsi yang disetujui untuk pengobatan kejang parsial. Bagian tetrazol berkontribusi terhadap profil farmakologis obat dengan memodulasi interaksinya dengan saluran natrium. Selain cenobamate, 1H-Tetrazole muncul dalam jalur sintetik untuk agen antihipertensi, penghambat reseptor angiotensin II, dan berbagai penghambat enzim.
Sintesis Oligonukleotida
Di sektor bioteknologi, 1H-Tetrazol sangat diperlukan sebagai reagen penggandeng untuk pembuatan polinukleotida. Selama sintesis oligonukleotida fase padat, turunan tetrazol bertindak sebagai aktivator, memfasilitasi penggabungan monomer fosforamidit ke rantai oligonukleotida yang sedang tumbuh. Reaksi ini penting untuk produksi oligonukleotida antisense, terapi siRNA, dan RNA pemandu CRISPR.
Permintaan 1H-Tetrazole dalam aplikasi ini telah meningkat secara substansial seiring dengan berkembangnya pasar terapi oligonukleotida. Perusahaan yang memproduksi terapi canggih ini mengandalkan solusi aktivator dengan kemurnian tinggi yang konsisten untuk mempertahankan efisiensi penggandengan di atas 99% per langkah, yang penting untuk menghasilkan rangkaian oligonukleotida lengkap.
Ilmu Material dan Selebihnya
- Bahan energik: Kandungan nitrogen yang tinggi menjadikan turunan tetrazol sebagai kandidat yang menarik untuk propelan dan penghasil gas, meskipun pertimbangan keamanan membatasi penggunaannya secara luas.
- Kerangka logam-organik: Ligan berbasis Tetrazol berkontribusi pada konstruksi polimer koordinasi berpori dengan aplikasi potensial dalam penyimpanan gas dan katalisis.
- Pengembangan agrokimia: Perancah muncul dalam desain pestisida dan herbisida baru, yang memiliki stabilitas metabolik yang menguntungkan.
- Pencitraan diagnostik: Senyawa yang mengandung Tetrazol dieksplorasi sebagai ligan untuk pelacak tomografi emisi positron.
Protokol Keamanan dan Penanganan Apa yang Berlaku untuk 1H-Tetrazole?
Penanganan 1H-Tetrazole yang tepat tidak dapat dinegosiasikan. Senyawa ini menimbulkan bahaya fisik dan kesehatan yang memerlukan perhatian serius terhadap protokol keselamatan yang telah ditetapkan.
Klasifikasi Bahaya
Berdasarkan Sistem Harmonisasi Global, 1H-Tetrazol diklasifikasikan sebagai bahan peledak di Divisi 1.1, membawa pernyataan bahaya H201 untuk bahaya ledakan massal. Senyawa tersebut juga berbahaya jika tertelan (H302) dan menyebabkan iritasi mata yang serius (H319). Ketika dilarutkan dalam asetonitril, formulasinya menjadi cairan yang mudah terbakar, sehingga menimbulkan bahaya kebakaran dan uap tambahan.
| Jenis Bahaya | Klasifikasi | Tindakan Pencegahan yang Diperlukan |
|---|---|---|
| Properti Peledak | Divisi 1.1, H201 | Jauhkan dari guncangan, gesekan, dan sumber panas |
| Toksisitas Akut | Kategori 4, H302 | Hindari konsumsi; menggunakan APD yang sesuai |
| Iritasi Mata | Kategori 2, H319 | Kenakan kacamata pengaman bahan kimia |
| Sifat mudah terbakar | H225 (solusi) | Simpan jauh dari sumber api; peralatan darat |
Penyimpanan dan Stabilitas
Padatan kristal harus disimpan di tempat sejuk, kering, dan berventilasi baik, jauh dari panas dan sinar matahari langsung. Wadah harus tetap tertutup rapat untuk mencegah penyerapan air. Senyawa ini stabil pada suhu kamar bila disimpan dengan benar, namun paparan suhu tinggi yang mendekati titik dekomposisi 220 °C dapat memicu dekomposisi hebat. Formulasi larutan dalam asetonitril memerlukan penyimpanan di bawah gas inert dan terlindung dari cahaya untuk menjaga integritas.
Alat Pelindung Diri
- Kacamata pengaman bahan kimia atau pelindung wajah untuk pelindung mata
- Sarung tangan nitril atau neoprena untuk perlindungan tangan
- Jas atau celemek laboratorium tahan api
- Perlindungan pernapasan saat menangani bedak atau bekerja di area yang berventilasi buruk
- Peralatan pembumian dan pengikatan saat mentransfer solusi
Pekerjaan dengan 1H-Tetrazole harus dilakukan di lemari asam atau ruang yang berventilasi baik. Jumlahnya harus dibatasi pada jumlah minimum yang diperlukan untuk tugas tersebut, dan bahan penahan tumpahan yang sesuai harus tersedia.
Apa Peran 1H-Tetrazol dalam Terapi Oligonukleotida?
Bidang oligonukleotida terapeutik telah mengalami pertumbuhan yang luar biasa, dan 1H-Tetrazole berada di pusat proses produksi yang memungkinkan obat-obatan ini tersedia.
Mekanisme Aktivasi
Selama sintesis oligonukleotida fosforamidit, langkah penggandengan memerlukan aktivasi monomer fosforamidit untuk memfasilitasi serangan nukleofilik oleh gugus hidroksil terminal rantai yang sedang tumbuh. 1H-Tetrazol menyelesaikan hal ini dengan memprotonasi gugus diisopropilamino dari fosforamidit, mengubahnya menjadi gugus pergi yang sesuai. Spesies yang teraktivasi kemudian bereaksi cepat dengan gugus hidroksil, membentuk ikatan tryster fosfat yang menentukan tulang punggung oligonukleotida.
Persyaratan Kinerja
Efisiensi reaksi penggandengan ini secara langsung menentukan hasil dan kualitas oligonukleotida akhir. Bahkan penurunan kecil pada efisiensi penggandengan senyawa di sepanjang rangkaian, mengakibatkan produk terpotong atau gagal. Akibatnya, produsen memerlukan larutan 1H-Tetrazole yang memenuhi spesifikasi ketat dalam hal konsentrasi, kadar air, dan kontaminasi partikulat.
| Parameter | Persyaratan Khas | Dampak pada Sintesis |
|---|---|---|
| Konsentrasi | 0,45 M ± 0,02 M | Memastikan aktivasi stoikiometri |
| Kadar air | ≤60 ppm | Mencegah hidrolisis fosforamidit |
| Partikulat | 0,2 μm disaring | Melindungi katup dan saluran synthesizer |
| Warna | Jelas, tidak berwarna | Indikator kemurnian dan stabilitas |
Konteks Pasar
Pasar global untuk 1H-Tetrazole bernilai sekitar USD 215,4 juta pada tahun 2025 dan diproyeksikan mencapai USD 412,7 juta pada tahun 2034, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 7,7%. Lintasan pertumbuhan ini mencerminkan meningkatnya jumlah terapi berbasis oligonukleotida yang memasuki pengembangan klinis dan permintaan yang sesuai akan reagen sintesis berkualitas tinggi.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Jika tindakan pencegahan yang tepat diperhatikan, 1H-Tetrazole dapat ditangani dengan aman di laboratorium yang lengkap. Persyaratan utamanya termasuk bekerja di lemari asam, memakai alat pelindung diri yang sesuai, dan meminimalkan jumlah. Klasifikasi bahan peledak berdasarkan GHS berarti bahwa guncangan, gesekan, dan panas harus dihindari selama penanganan dan penyimpanan. Formulasi larutan dalam asetonitril mengurangi risiko timbulnya debu namun menimbulkan masalah mudah terbakar yang memerlukan landasan dan ventilasi yang tepat.
Padatan kristal stabil pada suhu kamar bila disimpan dalam wadah tertutup rapat dan terlindung dari kelembapan dan cahaya. Tidak diperlukan pendinginan dalam kondisi normal. Formulasi larutan dalam asetonitril harus disimpan di bawah gas inert pada suhu kamar, jauh dari sumber penyulutan dan sinar matahari langsung. Paparan suhu tinggi dalam waktu lama harus dihindari untuk mencegah dekomposisi.
Cincin tetrazol meniru sifat spasial dan elektronik dari gugus karboksilat sekaligus menawarkan stabilitas metabolisme yang unggul. Asam karboksilat sering mengalami konjugasi cepat dan pembersihan ginjal, sehingga membatasi durasi kerjanya. Senyawa yang mengandung tetrazol melawan jalur metabolisme ini, sehingga meningkatkan profil farmakokinetik. Selain itu, gugus tetrazol kurang asam dibandingkan asam karboksilat (pKa 4,9 vs. sekitar 4,2), yang dapat mempengaruhi permeabilitas membran dan karakteristik pengikatan reseptor.
Tetazol tersubstitusi 5 membawa gugus fungsi pada atom karbon cincin, yang mengubah sifat sterik dan elektroniknya. Meskipun 1H-Tetrazol tak tersubstitusi berfungsi terutama sebagai zat penghubung dan prekursor bioisostere, varian 5 tersubstitusi sering kali merupakan farmakofor akhir dalam molekul obat. Rute sintetik menuju senyawa ini biasanya melibatkan kimia sikloadisi berbasis azida yang sama tetapi memerlukan nitril atau ortoester awal yang berbeda.
Pemasok terkemuka memberikan Sertifikat Analisis yang mendokumentasikan kemurnian, kadar air, dan metode analisis, serta Lembar Data Keselamatan yang merinci klasifikasi bahaya, tindakan pencegahan penanganan, dan tindakan pertolongan pertama. Untuk formulasi larutan, SDS harus mengatasi komponen tetrazol dan pelarut asetonitril. Dokumentasi tambahan mungkin mencakup lembar data teknis yang menentukan kondisi penyimpanan yang disarankan dan informasi kompatibilitas.
Ya, 1H-Tetrazol larut dalam air dan dapat berpartisipasi dalam sistem reaksi berair. Namun, keberadaan air dapat mengganggu aplikasi tertentu, khususnya dalam sintesis oligonukleotida dimana kondisi anhidrat sangat penting. Untuk transformasi organik umum dimana air dapat ditoleransi, kondisi air mungkin menawarkan keuntungan dalam hal biaya dan dampak lingkungan.
Mencari pasokan 1H-Tetrazol dengan kemurnian tinggi dan bahan penyusun heterosiklik terkait yang dapat diandalkan?Farmasi Run'anmemberikan kualitas yang konsisten didukung oleh pengujian analitis yang ketat dan dukungan teknis yang responsif.
Hubungi Kami Sekarang
