Serbuk dopamin(pautan produk:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/dopamine-powder-cas-51-61-6.html), juga dikenali sebagai 3-Hydroxytyramine (pautan produk:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/3-hydroxytyramine-cas-51-61-6.html ), ialah neurotransmiter yang penting secara meluas Ia wujud dalam tubuh manusia dan memainkan peranan yang amat penting dalam kawalan pergerakan dan pengawalan emosi badan. Ia menghantar isyarat antara neuron dan mengawal aktiviti dalam otak dan sistem saraf pusat. Selain itu, dopamine tulen (pautan produk:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html) juga terlibat dalam banyak proses fisiologi lain seperti kawalan sistem kardiovaskular, tindak balas sistem penghadaman, sistem imun dan fungsi retina, dsb. Memahami sifat tindak balasnya adalah sangat penting untuk pemahaman mendalam tentang mekanisme tindakannya dalam vivo dan pembangunan ubat-ubatan yang berkaitan. Penyelidikan tentang sintesis 3-hydroxytyramine mempunyai sejarah yang panjang dan pelbagai kaedah sintetik 3-hydroxytyramine akan disemak di bawah.
1. Kaedah sintesis ammonia Hoffmann:
Kaedah sintesis terawal 3-hydroxytyramine ialah kaedah sintesis ammonia Hoffmann. Kaedah khusus ialah memanaskan resorsinol dan kalium hidroksida kepada kira-kira 150 darjah untuk menghasilkan aldehid dan keton yang sepadan, dan kemudian disuling dengan air ammonia untuk mendapatkan 3-hydroxytyramine. Walaupun kaedah ini mudah disediakan, hasil adalah rendah dan suhu dan tekanan tinggi diperlukan, jadi ia secara beransur-ansur digantikan dengan kaedah lain yang lebih cekap.
Kaedah sintesis ammonia Hoffmann terutamanya dibahagikan kepada langkah-langkah berikut:
(1) Resorsinol dan kalium hidroksida bertindak balas untuk membentuk aldehid dan keton:
Pertama, resorsinol dan kalium hidroksida dipanaskan hingga kira-kira 150 darjah dalam larutan akueus untuk melakukan tindak balas ketal. Persamaan tindak balas konkrit adalah seperti berikut:
Aldehid dan keton yang dihasilkan dalam tindak balas boleh dicirikan oleh spektroskopi inframerah, resonans magnet nuklear dan cara lain.
(2) Penyulingan dan tindak balas pemangkin menggunakan air ammonia:
Masukkan aldehid, keton dan air ammonia yang dihasilkan ke dalam cerek tindak balas untuk penyulingan dan tindak balas pemangkin. Semasa tindak balas, air ammonia memainkan peranan pemangkin dan juga merupakan sumber gas ammonia. Persamaan tindak balas konkrit adalah seperti berikut:
Dalam tindak balas, ammonia bertindak sebagai agen penurunan untuk mengurangkannya kepada 3-hidroksiaseton anhidrida melalui tindak balas penambahan dengan aldehid dan keton. 3-Hydroxypyruvic anhydride bertindak balas dengan ammonia untuk menghasilkan 3-Hydroxytyramine melalui mekanisme yang serupa dengan tindak balas Strecker.
(3) Pemurnian:
Selepas campuran diperolehi, ia boleh ditulenkan melalui pengekstrakan, penghabluran dan kaedah lain, dan akhirnya 3-hydroxytyramine tulen boleh diperolehi.
Mekanisme tindak balas kaedah sintesis ammonia Hoffmann terutamanya dibahagikan kepada dua langkah:
Langkah pertama: penjanaan aldehid dan keton:
Resorcinol mula-mula mengalami tindak balas ketal dengan kalium hidroksida untuk menghasilkan aldehid dan keton yang sepadan. Persamaan tindak balas konkrit adalah seperti berikut:
Suhu tinggi yang diperlukan dalam tindak balas adalah kira-kira 150 darjah, yang merupakan tindak balas satu langkah. Tindak balas ketal boleh dicirikan oleh spektroskopi inframerah, resonans magnet nuklear dan cara lain.
Langkah kedua: tindak balas yang dimangkinkan oleh air ammonia:
Selepas mencampurkan aldehid dan keton yang dihasilkan dengan air ammonia, penyulingan dan tindak balas pemangkin dijalankan. Dalam proses ini, air ammonia bukan sahaja menyediakan gas ammonia, tetapi juga bertindak sebagai pemangkin untuk menggalakkan tindak balas penambahan atom oksigen dan gas ammonia. Gas ammonia digunakan sebagai agen pengurangan untuk mengurangkan aldehid dan keton kepada 3-hidroksiasetolaktik asid anhidrida ( -Acetolactic acid). 3-Hydroxypyruvate dan ammonia sekali lagi menjalani mekanisme yang serupa dengan tindak balas Strecker untuk menjana 3-hydroxytyramine. Persamaan tindak balas konkrit adalah seperti berikut:
Perlu diingatkan bahawa keadaan seperti suhu dan masa tindak balas harus dikawal dengan ketat semasa tindak balas untuk mengelakkan penguraian produk atau berlakunya tindak balas buruk yang lain.
Ringkasnya, kaedah sintesis ammonia Hoffmann ialah salah satu kaedah terawal untuk penyediaan 3-hydroxytyramine. Walaupun operasinya agak mudah, hasilnya rendah dan memerlukan suhu tinggi dan tekanan tinggi, yang tidak dapat memenuhi keperluan pengeluaran perindustrian. Pada masa ini, banyak kaedah sintesis yang lebih cekap dan mesra alam telah dibangunkan, tetapi kaedah sintesis ammonia Hoffmann masih mempunyai nilai penyelidikan dan kepentingan sejarah tertentu.
2. Kaedah pengurangan Wolff-Kishner:
Kaedah pengurangan Wolff-Kishner ialah kaedah pengurangan klasik keton, yang telah digunakan untuk penyediaan 3-hydroxytyramine. Biasanya, 4-hydroxyacetophenone disediakan terlebih dahulu dengan resorcinol, kemudian dikurangkan kepada alkohol yang sepadan dengan air hidrogen ammonia atau natrium isopropoksida, dan dehidrasi dalam keadaan beralkali untuk menghasilkan 3-hydroxytyramine. Kaedah ini menggunakan keadaan ringan, tetapi memerlukan penggunaan asas yang kuat, dan perhatian harus diberikan kepada operasi.
Pengenalan kepada kaedah pengurangan Wolff-Kishner:
3-Hydroxytyramine ialah molekul aktif secara biologi yang wujud secara meluas dalam sistem saraf dan mengambil bahagian dalam pelbagai proses fisiologi, seperti pergerakan, pembelajaran dan tingkah laku. Oleh itu, adalah penting untuk menyediakan 3-Hydroxytyramine. Pengurangan Wolff-Kishner ialah kaedah untuk pengurangan aldehid atau keton kepada sebatian alkil atau aril yang sepadan. Prinsip tindak balas kaedah ini ialah: pertama campurkan keton atau aldehid dengan air ammonia berlebihan dan natrium hidroksida untuk membentuk sebatian oksim yang sepadan. Kemudian sebatian oksim yang diperolehi dicampur dengan natrium hidroksida dan etilena glikol, dan dipanaskan pada suhu tinggi untuk menyebabkan penyahoksigenan menghasilkan sebatian alkil atau aril yang sepadan.
2. Langkah-langkah khusus kaedah pengurangan Wolff-Kishner
Langkah 1: Sintesis kompaun sasaran 3,4-dihydroxyphenethylamine
(1) Sediakan campuran tindak balas: Campurkan 0.45 g 3,4-dihydroxyphenylacetone, 1.32 g natrium hidroksida, dan 10 mL ammonia berair, dan kacau selama 30 minit.
(2) Tindak balas pemanasan: panaskan campuran tindak balas kepada 80 darjah dan bertindak balas selama 4-6 jam sehingga warna hilang sepenuhnya. Semasa proses tindak balas, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada pengadukan dan kawalan suhu untuk memastikan kemajuan tindak balas yang lancar.
(3) Tapis produk: Selepas tindak balas, sejukkan ke suhu bilik, basuh 3 kali dengan etanol, dan kemudian ekstrak 3 kali dengan larutan etanol/eter. Fasa organik yang diekstrak dibasuh dua kali dengan larutan natrium klorida, dan kemudian dikeringkan dengan natrium klorida kontang.
(4) Mengeringkan produk: natrium klorida kontang yang diperoleh diekstrak dengan etanol, produk dilarutkan semula dan ditapis, dan kemudian dikeringkan dalam pengering vakum untuk mendapatkan produk sasaran 3,4-dihydroxyphenylamine.
Langkah Kedua: Pengurangan Wolff-Kishner
(1) Sediakan campuran tindak balas: Larutkan 0.2 g 3,4-dihydroxyphenylamine dalam 10 mL isopropanol kering alumina dan kacau sehingga larut sepenuhnya. Kemudian masukkan lebihan air ammonia (8 mL) dan natrium hidroksida (2 g), kemudian masukkan etilena glikol (2 mL) dan kacau rata.
(2) Tindak balas pemanasan: campuran tindak balas dipanaskan hingga 150 darjah dan bertindak balas selama 6 jam sehingga tindak balas selesai sepenuhnya. Semasa proses tindak balas, perhatian harus diberikan kepada kawalan suhu dan masa untuk memastikan kelancaran tindak balas. Selepas tindak balas selesai, campuran tindak balas boleh disejukkan dengan mandi air ais.
(3) Pengasingan produk: campuran tindak balas ditapis, dan turasan dikeringkan menggunakan natrium klorida kontang. Kemudian laraskan pH untuk menjadikannya hampir kepada neutral, dan akhirnya mendapatkan produk anhydrous melalui pengekstrakan.
(4) Mengeringkan produk: mengeringkan produk dalam pengering vakum untuk mendapatkan 3-Hydroxytyramine tulen.
Kebaikan dan keburukan kaedah pengurangan Wolff-Kishner:
kelebihan:
(1) Tindak balas adalah mudah dan mudah, dan mudah dikendalikan.
(2) Bahan mentah tindak balas mudah diperoleh dan kosnya agak rendah.
(3) Selektif yang baik, kesan pengurangan yang baik pada sebatian seperti aldehid dan keton.
(4) Tiada produk sampingan yang tidak perlu dihasilkan, dan sistem tindak balas adalah agak mudah.
kelemahan:
(1) Tindak balas perlu menggunakan persekitaran suhu tinggi dan tekanan tinggi, yang berkemungkinan menyebabkan masalah keselamatan.
(2) Tidak berkenaan dengan sebatian yang mengandungi kumpulan berfungsi selain karbonil.
(3) Keadaan tindak balas adalah agak keras, dan pelbagai faktor seperti masa tindak balas, suhu, dan pH perlu dikawal untuk memastikan kemajuan tindak balas yang lancar.
Secara keseluruhannya, kaedah pengurangan Wolff-Kishner ialah kaedah pengurangan yang biasa digunakan dengan pelbagai aplikasi. Dalam penyediaan 3-hydroxytyramine, kaedah ini boleh mengurangkan sebatian prekursornya dengan berkesan kepada produk sasaran, dan merupakan kaedah sintetik yang sangat praktikal.