4-氨基-5-咪唑甲酰胺的性质与医药应用

发布日期:2023/7/12 9:46:58

4-氨基-5-咪唑甲酰胺，英文名为5-Amino-4-imidazolecarboxamide，常温常压下为白色固体，是一种咪唑类衍生物。4-氨基-5-咪唑甲酰胺具有显著的碱性，可用作有机合成和医药化学合成中间体，它是合成嘌呤的重要前体尤其是核碱基腺嘌呤和鸟嘌呤。此外，该物质也可用于医药化学研发过程中，例如它是药物分子替莫唑胺的关键合成中间体。

理化性质

4-氨基-5-咪唑甲酰胺分子中含有氨基和酰胺基团，这使其具有一定的极性。由于分子中含有氨基和酰胺基团，4-氨基-5-咪唑甲酰胺具有形成氢键的能力。氨基和酰胺基团可以与适当的受体分子形成氢键，如与含有氧原子或氮原子的配体或溶剂分子进行氢键相互作用。该化合物中的氨基具有碱性，可以接受质子形成氨盐。它可以与酸性试剂发生酸碱反应，并在适当条件下作为碱中心参与反应。该物质是一种含有氨基单元和酰胺基团的化合物。它具有显著的碱性和一定的亲核性，使其能够与许多亲电试剂发生亲核取代反应。由于其结构特点，4-氨基-5-咪唑甲酰胺可以与一系列亲电试剂，例如烷基卤代物（如烷基溴化物或烷基氯化物）进行亲核取代反应。在有机合成转化中，结构中的氨基和酰胺单元可以和适当的亲电试剂发生缩合反应，得到环状的缩合产物。这种亲核取代反应可以引入不同的官能团到4-氨基-5-咪唑甲酰胺分子中，扩展其化学多样性和应用范围。例如，通过与烷基卤代物反应，可以引入烷基基团，形成烷基化的咪唑化合物。

化学转化

4-氨基-5-咪唑甲酰胺的缩合反应

图1 4-氨基-5-咪唑甲酰胺的缩合反应

在一个干燥的反应烧瓶中，将3-苯基-1H-吡唑-4-甲醛 (172 mg , 1 mmol)、4-氨基-5-咪唑甲酰胺 (1 mmol)和2-吗啉乙磺酸 (20 mg , 0.1 mmol)在50 %的乙醇溶液( 10 mL)进行混合，然后将所得的反应混合物加热至60 ℃并在保持在该温度下继续搅拌反应3 h。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并在减压状态下除去反应溶剂。用EtOAc萃取3次，合并所有的有机层并用盐水洗涤。有机层用无水Na2SO4进行干燥，过滤除去干燥剂并将所得的滤液在真空下进行浓缩，所得的残余物通过硅胶柱色谱法进行分离纯化即可得到目标产物分子。[1]

医药应用

4-氨基-5-咪唑甲酰胺可以用作药物分子合成的关键中间体。例如，替莫唑胺（Temozolomide）是一种广泛用于治疗脑胶质瘤的药物，而4-氨基-5-咪唑甲酰胺是合成替莫唑胺的关键中间体。通过对4-氨基-5-咪唑甲酰胺的进一步反应，可以引入其他官能团和化学基团，形成具有特定活性和药理学特性的化合物。但是由于替莫唑胺属于烷化剂，有一定出现肝肾功能损伤、骨髓抑制的风险，因此建议每周期服药前进行血常规、肝肾功能的检查。4-氨基-5-咪唑甲酰胺作为嘌呤的前体，可以通过进一步的反应转化为核碱基腺嘌呤（adenine）和鸟嘌呤（guanine）。这些嘌呤碱基在核酸（如DNA和RNA）的构建中起着关键的作用，因此4-氨基-5-咪唑甲酰胺在核酸生物学和药物研发中具有重要意义。除了合成嘌呤和药物分子的应用外，4-氨基-5-咪唑甲酰胺在医药化学研发中还具有其他重要用途。它可以用作构建其他具有生物活性的分子骨架或引入特定官能团的起始物质。这使得它在药物发现和化学生物学领域中成为有用的研究工具。