WikiDer > Formazan

Formazan

В формазаны представляют собой соединения общей формулы [R-N = N-C (R ') = N-NH-R "], формально производные формазан [ЧАС2NN = CHN = NH], в свободной форме неизвестен.[1]

Красители формазановые искусственные хромогенный продукты сокращения соли тетразолия к дегидрогеназы и редуктазы. Они имеют различные цвета от темно-синего до темно-красного и оранжевого, в зависимости от исходной соли тетразолия, используемой в качестве субстрата для реакции.

Структура и реакционная способность

Формазаны - это ярко-красочные соединения, характеризующиеся следующей структурой: [-N = N-C (R) = N-NH-],[2] и тесно связаны с азо (−N = N−) красители. Их структура была впервые определена в 1892 г. фон Пехманн и по Бамбергер и Уилрайт независимо друг от друга.[3][4] Их глубокий цвет и редокс химия происходит от их азот-богатый позвоночник.[5]

Формазаны обладают высоким таутомерный и конформационный гибкость.[5] Благодаря двум чередующимся двойным связям в основной цепи формазаны могут существовать в четырех возможных изомерных формах: син, s-цис (замкнутая форма); син, с-транс (открытая форма); анти, s-цис; и анти, с-транс (линейная форма).[6]

1,5-дизамещенные формазаны могут существовать в виде двух таутомеров (1 и 2 на изображении ниже). На депротонированиеобразующийся анион (3) стабилизируется резонанс. С переходный металл ионы (Cu2+, Co3+, Ni2+, Zn2+и др.), формазаны образуют яркоокрашенные комплексы (хелаты).

Formazan.Tautomerism.svg

Из-за их способности реагировать как с сильными кислотами, так и с основаниями, формазаны можно рассматривать как амфотерный.[7]


Окисление таких соединений приводит к их превращению в бесцветные соли тетразолия. Среди различных используемых окислителей - оксид ртути, азотная кислота, изоамилнитрит, N-бромсукцинимид, перманганат калия, тетраацетат свинца и трет-бутилгипохлорит.[8] В зависимости от условий соли тетразолия могут быть восстановлены с образованием тетразолильных радикалов или формазана:

Formazans2Tetrazoles.svg

Синтез

Существуют различные синтетические методы для синтез формазанов.[8][9]

Реакция соединения диазония с альдегид гидразоны является одним из наиболее распространенных способов получения формазанов. Гидразоны, которые являются соединениями, богатыми электронами, реагируют с солями диазония либо по атому азота, либо по атому углерода с образованием формазанов. Соли диазония соединяются с азотом амина в гидразоне с замещением водорода с образованием промежуточного продукта, который затем перегруппируется в формазан.[10]

Другой формой синтеза формазанов является реакция активных метилен соединения с солями диазония. Соли диазония добавляют к активным метиленовым соединениям с образованием промежуточного азосоединения с последующим добавлением второй соли диазония (в более щелочных условиях), получая тетразен, который затем образует 3-замещенный формазан.

Формазаны также могут производиться окисление соответствующих гидразидинов, обычно получаемых реакцией гидразонилгалогенидов с соответствующими гидразин производные. Например, этилформиат или же ортоформиат реагирует с двумя эквивалентами фенилгидразин с образованием 1,5-дифенилформазана при кислые условия. В базовых условиях этилнитрат реагирует в метиленовом положении с образованием 3-метил-1,5-дифенилформазана, который также может быть получен реакцией фенилазоэтана с изоамилнитрит.

Кроме того, формазаны можно получить разложение замещенных солей тетразолия фотохимически или под действием аскорбиновая кислота в щелочной средний.[11]

Заявление

МТТ-тест: образование кристаллов формазана из МТТ в мезенхимальных стволовых клетках

Соли тетразолия и их формазановые продукты широко используются в гистохимических методах, особенно в колориметрических. анализы жизнеспособности. Эти процедуры основаны на восстановлении тетразолия ферментами митохондриальной дегидрогеназы, который переносится внутри живых клеток:

Тетразолиевое сокращение.png

Ведущие примеры наиболее часто используемых солей тетразолия включают:[12]

  1. INT или хлорид 2- (4-йодфенил) -3- (4-нитрофенил) -5-фенил-2H-тетразолия, который нерастворим в воде.
  2. МТТ или 3- (4,5-диметил-2-тиазолил) -2,5-дифенил-2H-тетразолий бромид, который нерастворим в воде и используется в МТТ анализ.
  3. XTT или 2,3-бис- (2-метокси-4-нитро-5-сульфофенил) -2H-тетразолий-5-карбоксанилид, который растворим в воде.
  4. МТС или 3- (4,5-диметилтиазол-2-ил) -5- (3-карбоксиметоксифенил) -2- (4-сульфофенил) -2H-тетразолий, который растворим в воде и используется в МТС проба.
  5. ТТС или хлорид тетразолия или хлорид 2,3,5-трифенил-2H-тетразолия, который растворим в воде.
  6. NBT используется в диагностических тестах, особенно при хронической гранулематозной болезни и других заболеваниях функции фагоцитов.

При уменьшении в ячейке либо ферментативно или через прямую реакцию с НАДН или же НАДФНклассическая соль тетразолия, МТТ, становится синей или пурпурной и может образовывать нерастворимый осадок.[13][14] Эти формазановые красители обычно используются при пролиферации и токсичности клеток. анализы такие как EpiDerm[15] и тесты EpiSkin, поскольку они окрашивают только живые, метаболически активные клетки.[16][17]

Рекомендации

  1. ^ формазаны. В: Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга»). Составлено А. Д. Макнотом и А. Уилкинсоном. Научные публикации Блэквелла, Оксфорд (1997). Онлайн-версия (2019-) создана С. Дж. Челком. ISBN 0-9678550-9-8. Дои:10.1351 / goldbook.
  2. ^ Хаттаб, Тауфик; Хаггаг, Карима М (2017). «Синтез и спектральные свойства симметричных и асимметричных 3-циано-1,5-диарилформазановых красителей для крашения полиэфирных тканей». Египетский химический журнал. 60 (Выпуск конференции (8-я Международная конференция отдела исследований текстиля (ICTRD, 2017), Национальный исследовательский центр, Каир, 12622, Египет)): 33–40. Дои:10.21608 / ejchem.2017.1479.1103. ISSN 0449-2285.
  3. ^ Wolfrom, M.L .; Типсон, Р. (1958). Достижения в химии углеводов. ISSN. Elsevier Science. ISBN 978-0-08-056272-8.
  4. ^ Найнем, А. В. (1955-04-01). «Химия формазанов и солей тетразолия». Химические обзоры. 55 (2): 355–483. Дои:10.1021 / cr50002a004. ISSN 0009-2665.
  5. ^ а б Гилрой, Джо Б.; Оттен, Эдвин (2020). «Координационные соединения формазаната: синтез, реакционная способность и применение». Chem. Soc. Rev. 49 (1): 85–113. Дои:10.1039 / C9CS00676A.
  6. ^ Чанг, Му-Чие; Роуэн, Питер; Травьесо-Пуэнте, Ракель; Лутц, Мартин; Оттен, Эдвин (10 декабря 2014 г.). «Формазанатные лиганды как структурно универсальные, окислительно-восстановительные аналоги β-дикетиминатов в химии цинка». Неорганическая химия. 54 (1): 379–388. Дои:10.1021 / ic5025873. ISSN 0020-1669.
  7. ^ Катрицки, Алан Р .; Беляков, Сергей А .; Дерст, Х. Дюпон; Сюй, Жуйсинь; Далал, Нареш С. (1994-08-01). «Синтезы 3- (замещенных) -2,4,6-трифенилвердазилов». Канадский химический журнал. 72 (8): 1849–1856. Дои:10.1139 / v94-235. ISSN 0008-4042. Получено 2020-10-17.
  8. ^ а б Shawali, Ahmad S .; Сами, Невьен А. (2015). «Функционализированные формазаны: обзор последних достижений в их фармакологической активности». Журнал перспективных исследований. 6 (3): 241–254. Дои:10.1016 / j.jare.2014.07.001. ISSN 2090-1232. Получено 2020-10-17.
  9. ^ Карабач Ю.Ю .; Копылович, Максимилиан (2014). «Синтез, применение и координационная химия формазанов». Лиганды: синтез, характеристика и роль в биотехнологии. Издательство Nova Science. С. 249–274. ISBN 9781631171437.
  10. ^ Даниэль, DS. «Химия солей тетразолия». Темы прикладной химии: 207–296. Дои:10.1007/0-306-46906-5_7.
  11. ^ Charette, A.B .; Аггарвал, В.К .; Aitken, R.A .; Cicchi, S .; Кордеро, Ф. (2014). Наука синтеза: Методы Губена-Вейля молекулярных превращений Vol. 22. Три связи углерод-гетероатом: тио-, селено- и теллурокарбоновые кислоты и производные; Имидные кислоты и производные; Производные орто кислоты. Тиме. ISBN 978-3-13-178151-2.
  12. ^ Альтман Ф. П. (1976). «Соли и формазаны тетразолия». Прог. Histochem. Cytochem. 9 (3): 1–56. Дои:10.1016 / S0079-6336 (76) 80015-0. PMID 792958.
  13. ^ Stockert, Juan C .; Хоробин, Ричард В .; Коломбо, Лукас Л .; Бласкес-Кастро, Альфонсо (2018). «Соли тетразолия и продукты формазана в клеточной биологии: оценка жизнеспособности, флуоресцентная визуализация и перспективы маркировки» (PDF). Acta Histochemica. 120 (3): 159–167. Дои:10.1016 / j.acthis.2018.02.005. PMID 29496266.
  14. ^ Stockert, Juan C .; Бласкес-Кастро, Альфонсо; Каньете, Магдалена; Хоробин, Ричард В .; Вильянуэва, Анхелес (2012). «МТТ-анализ жизнеспособности клеток: внутриклеточная локализация формазанового продукта - липидные капли». Acta Histochemica. 114 (8): 785–796. Дои:10.1016 / j.acthis.2012.01.006. PMID 22341561.
  15. ^ Маттек
  16. ^ Маршалл, штат Нью-Джерси, Гудвин С.Дж., Холт С.Дж. (июнь 1995 г.). «Критическая оценка использования микрокультуры тестов на тетразолий для измерения роста и функции клеток». Регулятор роста. 5 (2): 69–84. PMID 7627094.
  17. ^ Скадьеро Д.А., Шумейкер Р.Х., Пол К.Д. и др. (1 сентября 1988 г.). «Оценка анализа растворимого тетразолия / формазана на рост клеток и чувствительность к лекарствам в культуре с использованием линий опухолевых клеток человека и других опухолей». Рак Res. 48 (17): 4827–33. PMID 3409223.