Індол-3-карбонова кислота, також відомий як індол-3-карбонова кислота, 3-карбони індолу, 3-індольна карбонова кислота або індол-3-карбонова кислота, CAS NO . 771-50-6, Молекулярна формула C9H7NO2. Це сірувато -біла кристалічна або порошкоподібна речовина, розчинна в етанолі, ефірі та ацетаті, важко розчиняти в киплячій воді, бензолі та нерозчинний у нафтопродукт. Він стабільний при кімнатній температурі та тиску, але повинен уникати контакту з оксидами. Як фармацевтичний проміжний продукт, індол-3-карбонова кислота відіграє важливу роль у синтезі лікарських засобів, особливо для синтезу препаратів, таких як трописетрон. Крім того, було виявлено, що він виробляється під час метаболізму триптофану індолу сечі і є нормальним метаболітом в організмі, але його концентрація збільшується у пацієнтів із захворюваннями печінки, тому вона має певну цінність біомедичних досліджень.
|
|
|
| Хімічна формула | C9H7NO2 |
| Молекулярна вага | 161.16 |
| Точна маса | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| Елементальний аналіз | Елементальний аналіз: C, 67.08; Н, 4.38; N, 8.69; O, 19.85 |
| Точка кипіння | 287,44 градусів (груба оцінка) |
| Точка плавлення | 232-234 градус (груд.) (Літ.) |
| Умови зберігання | 2-8 градусів |
| Форма | Порошок |
| Забарвлення | Легкий бежевий |
| Розчинність | Розчинний у 95% етанолі: 50 мг/мл, також розчинний у метанолі. |
Індол-3-карбонова кислотамає широкий спектр використання, головним чином у галузі медицини, біохімічних досліджень та органічного синтезу. Ось кілька його основних цілей:
Фармацевтичні проміжні продукти
Індол-3-карбонова кислотає важливим проміжним продуктом для синтезу різних препаратів. Наприклад, він може бути використаний для синтезу Тропесетрона, препарату, що застосовується для лікування та запобігання хіміотерапії -, викликана нудотою та блювотою.
Він також може бути використаний для синтезу інших біологічно активних сполук, які можуть мати анти - запальні, антибактеріальні, протиракові або інші фармакологічні ефекти.
Біохімічні дослідження
Як один із метаболітів триптофану сечового індолу, індол-3-карбонова кислота має велике значення в біохімічних дослідженнях. Виявляючи зміни в його вмісті в організмі, можна зрозуміти стан активності відповідних метаболічних шляхів, і тоді можна вивчити механізм виникнення супутніх захворювань.
Він також використовується для вивчення біосинтетичних шляхів та механізмів метаболічної регуляції індольних сполук.
Органічний синтез
Як функціональна молекула, що містить індольне кільце та карбоксильну групу, індол-3-карбонова кислота має широкий спектр потенціалу застосування в органічному синтезі. Він може бути використаний як вихідний матеріал або ключовий проміжний продукт для синтезу складних органічних молекул, а інші функціональні групи можуть бути введені через низку хімічних реакцій для синтезу сполук із специфічними структурами та властивостями.
Інші поля
На додаток до вищезазначених полів, індол-3-карбонова кислота також може бути залучена до інших галузевих галузей, таких як пестициди, рідкі кристалічні матеріали та матеріали охорони навколишнього середовища. Однак конкретні програми в цих галузях можуть бути порівняно мало і потребують подальших досліджень та розробок.
Індол-3-карбонова кислота має важливе застосування в фармацевтичних проміжних продуктах, в основному відображених у таких аспектах:
Синтез наркотиків
Синтез трописетрона: індол-3-карбонова кислота є ключовим проміжним продуктом у синтезі протиемітичних препаратів, таких як тропесетрон. Тропесетрон в основному використовується для лікування та запобігання нудоти та блювоти, спричинених хіміотерапією, променевою терапією та операцією. Це має значний лікувальний ефект і кілька побічних ефектів.
Синтез противірусних препаратів: Крім трописетрону, індол-3-карбонової кислоти також може використовуватися при синтезі інших противірусних препаратів. При безперервному поглибленні антивірусних досліджень перспективи застосування цього типу сполук у галузі медицини стають все більш широкими.
Дослідження біологічної діяльності
Роль метаболітів:Індол-3-карбонова кислотає продуктом у певних біологічних метаболічних шляхах в організмі, таких як один із метаболітів триптофану сечового індолу. Вивчаючи зміни в його вмісті в організмах, можна зрозуміти статус активності відповідних метаболічних шляхів, тим самим надаючи підказки щодо діагностики та лікування захворювань.
Потенційні фармакологічні ефекти: Завдяки своїй спеціальній хімічній структурі індол - 3 - Карбонова кислота може мати протизапальну, антибактеріальну, протиракову та інші потенційні фармакологічні ефекти. Ці ефекти потребують подальшого вивчення та перевірки для розробки нових препаратів або лікування.
Розробка та оптимізація наркотиків
Структурна основа: Індольне кільце та карбоксильна структура індол-3-карбонової кислоти забезпечують важливу структурну основу для проектування молекул препарату. Змінюючи та оптимізуючи їх структури, можуть бути розроблені нові молекули препарату з кращою біологічною активністю та нижчою токсичністю.
Скринінг наркотиків: У процесі скринінгу наркотиків індол-3-карбонова кислота та її похідні можуть використовуватися як кандидатні сполуки для попереднього скринінгу та оцінки. Це допомагає швидко виявити потенційні молекули наркотиків та забезпечує напрямок для їх подальших досліджень.
Підсумовуючи, індол-3-карбонова кислота має широкі перспективи застосування у фармацевтичних проміжних продуктах. З постійним просуванням медичних технологій та поглибленням досліджень поля застосування продовжуватимуть розширюватися та вдосконалюватися.
Механізм індолу-3-карбонової кислоти як інгібітора ферменту: моделювання ковалентного захоплення та перехідного стану
Ферменти, як ключові молекули, що каталізують хімічні реакції в живих організмах, відіграють центральну роль у регулюванні їх активності в лікуванні захворювання. Інгібітори ферментів стали важливими мішенями для розвитку препарату, втручаючись у каталітичну функцію ферментів.Індол-3-карбонова кислота(I3CA, 3-індолекарбонова кислота)-це природно похідне індолу, широко розподілений у метаболітах людини, регуляторах росту рослин та мікробних метаболітів. Останніми роками дослідження виявили, що I3CA може інгібувати активність специфічних ферментів за допомогою двох механізмів: моделювання ковалентного захоплення та перехідного стану, демонструючи унікальний фармакологічний потенціал.
Ковалентне захоплення: хімічна основа для незворотного зв'язування інгібітора ферментів
Ковалентні інгібітори утворюють ковалентні зв’язки з амінокислотними залишками (такими як цистеїн, серин, лізин тощо) на активному місці ферменту, що призводить до незворотної інактивації ферменту. На відміну від оборотних інгібіторів, стабільність ковалентного зв'язування надає йому більш тривалості дії та більш високої селективності. Наприклад, інгібітори ацетилхолінестерази (наприклад, органофосфати) досягають довгих - тривале гальмування шляхом фосфорилювання серинового залишків на активному місці та широко використовуються в пестицидах та нервових агентах.
Молекулярна структура I3CA містить індольне кільце та групу карбонової кислоти. Carboxylic acid groups (- COOH) can partially dissociate into carboxylate groups (- COO ⁻) under physiological conditions, and their electronegativity allows them to undergo nucleophilic substitution reactions with nucleophilic groups at enzyme active sites (such as cysteine thiol (- SH)), forming thioester or Амідні облігації. Наприклад, в експериментах, орієнтованих на цистеїнові протеази, група карбонової кислоти I3CA утворює ковалентний комплекс з тиоловою групою цистеїну через реакцію елімінації нуклеофільного додавання, що призводить до втрати активності ферменту.
Експериментальні дані: гальмування цистеїнової протеази I3CA та селективності та поза цільовими ефектами ковалентної модифікації
У 2025 році дослідження, підтверджене за допомогою технології резонансу поверхневих плазмонів (SPR), що константа зв'язування (KD) між I3CA та протеазою B (цистеїнова протеаза) становила 0,8 мкм, а інгібіторний ефект був незворотним. Аналіз масової спектрометрії показав, що група карбонової кислоти I3CA утворює ковалентну зв’язок із залишком Cys25 протеази B, що призводить до конформаційної зміни активного центру ферменту. Крім того, моделювання молекулярної динаміки вказує на те, що індольне кільце I3CA може бути вбудоване в гідрофобний кишеню ферменту, що ще більше стабілізує ковалентний комплекс. Селективність ковалентних інгібіторів залежить від амінокислотного складу та просторової конформації активного сайту ферменту. Висока селективність I3CA у напрямку цистеїнової протеази обумовлена специфічною реакцією між її групою карбонової кислоти та групою тиолу цистеїну. Однак ковалентні модифікації також можуть викликати цільові ефекти. Наприклад, I3CA може реагувати з іншими білками, що містять тиол (наприклад, глутатіон) в організмі, що призводить до накопичення токсичності. Тому оптимізація ефективності ковалентної модифікації I3CA вимагає балансу між активністю та безпекою.
Моделювання стану перехідного стану: динамічне інгібування реакцій, каталізованих ферментами
Ріки, каталізовані ферментами, прискорюють процес реакції за рахунок зменшення енергії активації, при цьому ключовим кроком є утворення високих станів переходу енергії. Аналоги перехідного стану (TSA) конкурентно інгібують активність ферментів шляхом моделювання геометричної структури та розподілу електронів перехідних станів, утворюючи високі афінні комплекси з ферментами. Наприклад, метотрексат став важливим представником протиракових препаратів шляхом моделювання перехідного стану дигідрофолатної редуктази.
Індольне кільце I3CA має планарну кон'юговану структуру, яка може імітувати стан переходу в реакції окислення ароматичних амінокислот, таких як триптофан. Наприклад, у триптофані 2,3 - діоксигенази (TDO) каталізував реакцію, індольне кільце триптофану повинно пройти відкриття кільця, утворюючи лінійний проміжний продукт, в кінцевому рахунку генеруючи мурашину кислоту та орто амінобензойну кислоту. I3CA імітує планарну конформацію стану переходу з відкритим циклом через його жорстку структуру індольного кільця та утворює стабільне зв'язування з активним сайтом TDO.
Експериментальна перевірка: інгібуючий вплив I3CA на TDO та переваги та обмеження моделювання перехідного стану
У 2025 р. Дослідження, знайдене за допомогою кінетичного аналізу ферментів, що константа інгібування (KI) I3CA на TDO становила 0,3 мкм, а тип інгібування - конкурентне гальмування. X - Кристалографія променя показує, що індольне кільце I3CA зв'язується з іоном Fe ² ⁺ на активному ділянці TDO через координаційну зв’язок, тоді як його група карбонової кислоти утворює водневий зв’язок з залишком Arg144, що імітує режим взаємодії між субстратом та ферментом у перехідному стані. Крім того, квантові хімічні розрахунки вказують на те, що енергія зв'язування I3CA на 12 ккал/моль нижча, ніж у базального аргініну, що додатково підтримує його механізм моделювання перехідного стану. Перевага моделювання перехідного стану полягає у його високій селективності та сильній спорідненості. Завдяки режиму зв'язування ТСА до ферментів, близьких до природного перехідного стану, на їх інгібіторну дію зазвичай не впливає концентрація субстрату. Однак розробка ефективної TSA вимагає точного аналізу структури перехідного стану ферменту, яка спирається на підтримку високої кристалографії та обчислювальної хімії. Крім того, труднощі синтезу TSA є відносно високою, що може обмежити їх клінічне застосування.
Популярні Мітки: Індол-3-карбонова кислота CAS 771-50-6, постачальники, виробники, фабрика, оптова торгівля, купівля, ціна, масова, для продажу