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피라졸

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1. 개요

피라졸은 1883년 루드비히 크노르에 의해 명명된 화합물로, C3N2 고리 구조를 갖는 화합물 부류를 지칭하기도 한다. 피라졸은 α,β-불포화 알데히드와 하이드라진의 반응을 통해 합성되며, 1,3-다이케톤과 하이드라진의 축합 반응으로 치환된 피라졸을 제조할 수 있다. 피라졸은 약한 염기이며, 알코올 탈수소효소 억제제로 작용한다. 피라졸 고리 구조는 세레콕시브, 스타노졸롤과 같은 의약품, 펜피록시메이트, 피프로닐, 테부펜피라드 등의 농약, 그리고 산화 염모제 등 다양한 분야에서 활용된다.

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피라졸 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
전체 구조식
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골격식 (번호 표시)
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공-막대 모형
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공간 채움 모형
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IUPAC 명칭1H-피라졸
계통명1,2-다이아자사이클로펜타-2,4-다이엔
다른 이름1,2-다이아졸
식별 정보
CAS 등록번호288-13-1
베일슈타인 등록번호103775
ChEBI17241
ChEMBL15967
ChemSpider1019
DrugBankDB02757
EC 번호206-017-1
Gmelin1360
KEGGC00481
UNII3QD5KJZ7ZJ
PubChem1048
InChI1/C3H4N2/c1-2-4-5-3-1/h1-3H,(H,4,5)
InChIKeyWTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYAW
표준 InChI1S/C3H4N2/c1-2-4-5-3-1/h1-3H,(H,4,5)
표준 InChIKeyWTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N
SMILESc1cn[nH]c1
속성
분자식C3H4N2
몰 질량68.07 g/mol
녹는점66 - 70 °C
끓는점186 - 188 °C
pKb11.5
위험성
신호어위험
관련 화합물

2. 역사

피라졸이라는 용어는 1883년에 독일의 화학자 루드비히 크노르가 처음으로 사용하였다.[29][9] 1898년에 독일의 화학자 한스 폰 페크만이 개발한 고전적인 방법으로, 피라졸은 아세틸렌과 다이아조메테인으로부터 합성되었다.[30][10]

3. 제조 및 반응

피라졸은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 생성된 피라졸은 전갈족과 같은 특정 리간드를 형성하는 반응을 할 수 있다.

피라졸은 α,β-불포화 알데하이드하이드라진의 반응 및 후속적인 탈수소화 반응으로 합성되거나, 1,3-다이케톤과 히드라진의 축합 반응으로 제조될 수 있다.[6][7]

피라졸 리간드들


다양한 피라졸을 만드는 방법은 다음과 같다:[7]

frameless
frameless
frameless

3. 1. 제조

피라졸은 α,β-불포화 알데하이드하이드라진의 반응 및 후속적인 탈수소화를 통해 합성된다.[26]

피라졸의 합성 반응


치환된 피라졸은 1,3-다이케톤과 하이드라진과의 축합(크노르-타입 반응)에 의해 제조된다.[27] 예를 들어, 아세틸아세톤하이드라진과 반응하여 3,5-다이메틸피라졸을 생성한다.[28]

:CH3C(O)CH2C(O)CH3 + N2H4 → (CH3)2C3HN2H + 2 H2O

3,5-다이페닐-1''H''-피라졸은 (''E'')-1,3-다이페닐프로프-2-엔-1-온(칼콘)이 [31] 또는 과황산 나트륨[32]의 존재하에서 하이드라진과 반응하여 생성된다. 또는 3,5-다이페닐-1''H''-피라졸은 하이드라존을 사용하여 생성될 수도 있는데, 이 경우에는 부산물로 아진이 생성된다.[33]

라스리 축합 반응

3. 2. 반응

피라졸은 붕수소화칼륨과 반응하여 전갈족으로 알려진 부류의 리간드를 형성한다. 피라졸 자체는 고온(약 200°C)에서 붕수소화칼륨과 반응하여 삼배위 리간드인 Tp 리간드를 형성한다.

스코피오네이트로의 전환

4. 성질

피라졸은 약한 염기이며, p''K''b는 11.5이다 (25°C에서 짝산의 p''K''a는 2.49).[3] X선 결정학에 따르면, 피라졸은 평면 구조를 가지며, 두 C-N 결합 거리는 약 1.33Å으로 유사하다.[4]

5. 피라졸 고리 화합물

피라졸은 인접한 질소 원자를 가진 C3N2 고리 구조를 갖는 화합물 부류를 의미하기도 한다.[5] 피라졸 고리를 포함하는 주목할 만한 약물로는 세레콕시브(Celebrex)와 아나볼릭 스테로이드의 일종인 스타노졸롤이 있다.

5. 1. 의약품

진통제로 사용되는 피라졸 유도체인 세레콕시브


피라졸 유도체들은 의학에서 널리 사용된다.[36] 피라졸 고리 구조는 미국 식품의약국에 의해 저분자 약물에 가장 많이 사용되는 고리 구조로 목록에 올라가 있다.[38]

의학에서 사용되는 피라졸 유도체에는 세레콕시브 및 유사한 COX-2 억제제, 잘레플론, 베타졸, CDPPB가 있다.[17]

  • 세레콕시브 - 콕시브계 비스테로이드성 소염진통제.
  • 호메피졸(4-메틸피라졸) - 알코올 탈수소 효소 억제제. 메탄올 중독 치료제.
  • 리모나반 - 항비만제.


피라졸은 알코올 탈수소효소 효소의 억제제이며, 따라서 실험실 쥐에서 알코올 의존성을 유도하기 위해 에탄올과 함께 보조제로 사용된다.[22]

5. 2. 농약

피라졸 고리 구조는 펜피록시메이트, 피프로닐, 테부펜피라드, 톨펜피라드를 포함한 살진균제, 살충제, 제초제와 같은 다양한 농약류에서 발견된다.[37] 3-(디플루오로메틸)-1-메틸-1H-피라졸-4-카르복실산은 숙신산 탈수소효소 억제제인 6가지 상업용 살균제 제조에 사용된다.[20][21]

5. 3. 기타 용도

1959년에 천연 피라졸인 1-피라졸릴알라닌이 수박 씨앗에서 최초로 분리되었다.[34][35]

피라졸 유도체들은 의학에서 널리 사용된다.[36] 피라졸 고리 구조는 펜피록시메이트, 피프로닐, 테부펜피라드, 톨펜피라드를 포함한 살진균제, 살충제, 제초제와 같은 다양한 농약류에서 발견된다.[37] 피라졸 부분미국 식품의약국에 의해 저분자 약물에 가장 많이 사용되는 고리 구조로 목록에 올라가 있다.[38]

1-히드록시에틸-4,5-디아미노피라졸 황산염은 산화 염모제이다.

참조

[1] 서적 Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book) The Royal Society of Chemistry 2014
[2] 웹사이트 Pyrazole https://pubchem.ncbi[...] 2024-02-17
[3] 웹사이트 Dissociation constants of organic acids and bases http://sites.chem.co[...]
[4] 논문 The Structure of Pyrazole, C3H4N2, at 295 K and 108 K as determined by X-Ray Diffraction 1973
[5] 서적 The Chemistry of Heterocycles: Structure, Reactions, Syntheses, and Applications Wiley-VCH
[6] 논문 Recent Advances in the Chemistry of Pyrazoles. Properties, Biological Activities, and Syntheses
[7] 논문 New Pyrazole- and Benzimidazole-derived Ligand Systems https://doi.org/10.1[...] 2018
[8] 논문 3,5-Dimethylpyrazole
[9] 논문 Action of ethyl acetoacetate on phenylhydrazine. I https://zenodo.org/r[...] 1883
[10] 논문 Pyrazol aus Acetylen und Diazomethan https://zenodo.org/r[...] 1898
[11] 논문 New one step synthesis of 3,5-disubstituted pyrazoles under microwave irradiation and classical heating
[12] 논문 One-pot synthesis of 3,5-diphenyl-1''H''-pyrazoles from chalcones and hydrazine under mechanochemical ball milling
[13] 논문 Metal-free and FeCl3-catalyzed synthesis of azines and 3,5-diphenyl-1''H''-pyrazole from hydrazones and/or ketones monitored by high resolution ESI+-MS http://nopr.niscair.[...]
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[21] 서적 Organofluorine Chemistry Wiley
[22] 논문 Chronic Intermittent Ethanol Vapor Exposure Paired with Two-Bottle Choice to Model Alcohol Use Disorder 2023
[23] 서적 Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book) The Royal Society of Chemistry 2014
[24] 웹인용 Dissociation constants of organic acids and bases http://sites.chem.co[...] 2020-11-27
[25] 서적 The Chemistry of Heterocycles: Structure, Reactions, Syntheses, and Applications https://archive.org/[...] Wiley-VCH
[26] 논문 Recent Advances in the Chemistry of Pyrazoles. Properties, Biological Activities, and Syntheses
[27] 문서 "Nozari, M., Addison, A., Reeves, G.T, Zeller, M., Jasinski, J.P., Kaur, M., Gilbert, J. G., Hamilton, C. R., Popovitch, J. M., Wolf, L. M., Crist, L. E., Bastida, N., (2018) Journal of heterocyclic Chemistry 55, 6, 1291-1307. https://doi.org/10.1002/jhet.3155"
[28] 간행물 3,5-Dimethylpyrazole
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[30] 논문 Pyrazol aus Acetylen und Diazomethan https://zenodo.org/r[...] 1898
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[32] 논문 One-pot synthesis of 3,5-diphenyl-1''H''-pyrazoles from chalcones and hydrazine under mechanochemical ball milling
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