400-780-8018咔唑（Carbazole）是一类重要的含氮杂环芳香化合物。1872 年，Graebe 和 Glaser 首次在煤焦油中发现了咔唑，此后该类化合物因其独特的结构特征和广泛的应用潜力，逐渐发展成为具有重要经济价值和研究意义的化学骨架之一。咔唑的基本结构由两个苯环与一个五元含氮吡咯环稠合而成，又称为二苯并吡咯或 9-氮杂芴，具有刚性平面结构和较大的 π 共轭体系。
随着研究的深入，咔唑及其衍生物被发现具有丰富的生物活性，从而引发了其在医药领域的研究热潮。已有研究表明，咔唑类化合物表现出多种药理活性，包括抗菌、抗肿瘤、抗癫痫、抗组胺、抗氧化、抗炎、镇痛、止泻、神经保护以及胰脂肪酶抑制等作用。基于咔唑骨架的结构可修饰性，研究者已合成并报道了一系列结构多样的衍生物，如 N-取代咔唑、苯并咔唑、呋喃并咔唑、吡咯并咔唑、吲哚并咔唑和咪唑并咔唑等，这些化合物在药物发现和先导化合物优化中展现出良好前景[1]。
除医药领域外，咔唑类化合物在光电材料，尤其是有机电致发光材料中的应用也备受关注。咔唑分子具有良好的刚性共轭平面结构和较强的给电子能力，是一类具有等电子结构的二苯胺衍生物，表现出优异的空穴传输性能。同时，咔唑环上活性位点丰富，便于引入多种官能团进行分子功能化修饰，使其能够通过结构设计高效引入发光基团，从而获得性能优良的有机发光材料。
近年来，近红外荧光成像技术因其组织穿透能力强、背景自发荧光低及较高的时空分辨率，在生物医学研究和临床诊断中受到广泛关注。尽管咔唑及其衍生物具有优异的光物理性质和良好的结构可调性，但其在生物成像领域的应用长期受限于发射波长较短和生物相容性不足等问题。通过分子结构修饰和理性设计，研究者成功开发了一系列具有近红外发射特性的咔唑基荧光探针，并在生物传感、生物成像及诊疗一体化研究中展现出良好的应用潜力，显著拓展了咔唑类化合物的生物医学应用范围[2]。
天然咔唑生物碱本身具有一定的抗微生物生物活性。研究者在其基础上对分子结构进行修饰与优化，从而获得生物活性更优的化合物，使得咔唑及其衍生物在医药领域得到广泛应用。随着对天然咔唑生物碱的分离、提纯及结构修饰研究的不断深入，人工合成的咔唑类化合物在医药领域中的应用也日益受到关注。
研究者发现了一类新型含苯并咔唑骨架的激酶抑制剂，该系列化合物对细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）家族具有选择性抑制作用。尽管 CDK 家族成员之间具有较高的同源性，这些化合物仍表现出对不同 CDK 亚型的差异化选择性，尤其对 CDK4 显示出较强抑制活性。构效关系研究进一步阐明了该类分子抑制活性的关键结构特征[3]。
前列腺癌和乳腺癌是当前临床发病率较高的恶性肿瘤，开发具有新作用机制的抗肿瘤小分子药物具有重要意义。人源拓扑异构酶 II（topoisomerase II，topoII）在 DNA 复制、转录及染色体分离过程中发挥关键作用，是重要的抗肿瘤治疗靶点。近年来，咔唑类化合物因其刚性芳香骨架和良好的结构可修饰性，在靶向 topoII 的抗肿瘤药物研发中受到广泛关注。
相关研究采用从苗头化合物到先导化合物（hit-to-lead）的系统优化策略，设计并合成了一系列新型咔唑衍生物，并对其抗肿瘤活性进行了系统评价。结果表明，通过对咔唑骨架 1、3、4 和 9 位的结构修饰，可显著提高化合物对乳腺癌和前列腺癌细胞的抑制活性。其中，部分优化化合物在细胞毒性和选择性方面均优于初始苗头化合物。机制研究显示，这些化合物可通过抑制人源 topoII 活性，诱导活性氧（ROS）生成、线粒体膜电位去极化、细胞周期 G2/M 期阻滞，并通过线粒体途径介导细胞凋亡。分子对接和分子动力学模拟进一步验证了其与 topoII 的稳定结合模式，支持其作为潜在 topoII 抑制剂的作用机制。该研究为咔唑类抗肿瘤先导化合物的进一步优化与开发提供了重要的理论依据[4]。
因此，咔唑类化合物在发光材料及医药研发等领域均展现出广泛的应用前景，其作为医药中间体和先导化合物骨架，在新药研发中具有重要价值。
| 化合物编号 | CAS | 中文名称 | 英文名称 | 分子式 | 分子量 |
|---|---|---|---|---|---|
| 04999 | (R)-N-(6-碘喹唑啉-4-基)-2,3,4,9-四氢-1H-咔唑-3-胺 | (R)-N-(6-iodoquinazolin-4-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-carbazol-3-amine | C20H17IN4 | 440.2803 | |
| 03614 | 183012-39-7 | 2-溴-9-甲苯基-9H-咔唑 | 2-bromo-9-tosyl-9H-carbazole | C19H14BrNO2S | 400.289 |
| 更多“医药中间体”产品推荐 | |||||
参考文献：
[1] Bashir M, Bano A, Ijaz AS, Chaudhary BA. Recent Developments and Biological Activities of N-Substituted Carbazole Derivatives: A Review. Molecules. 2015;20(8):13496-13517. Published 2015 Jul 23. doi:10.3390/molecules200813496.
[2] Qian, J.; Gu, Y.; Wang, Z.; Pan, M.; Li, D.; Ding, J. Research progress on a near-infrared fluorescence probe composed of carbazole skeleton for biological imaging. Journal of Molecular Structure, 2026, 1351 (Part 1), 144222.
[3] Carini DJ, Kaltenbach RF, Liu J, et al. Identification of selective inhibitors of cyclin dependent kinase 4. Bioorg Med Chem Lett. 2001;11(16):2209-2211. doi:10.1016/s0960-894x(01)00416-4
[4] Maity, P.; Ahmad, F.; Yadav, P.; Katiyar, M. K.; Chatterjee, J.; Navik, U.; Kumar, R. Hit-to-lead optimization of new carbazoles as potential anticancer agents via targeting human topoisomerase II. Bioorganic Chemistry, 2025, 166, 109070.
沪ICP备2023026221号-1
沪公网安备 31011502400732号
热门搜索：
全部分类
返回列表