Dopaminski prah(link proizvoda:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/dopamine-powder-cas-51-61-6.html), također poznat kao 3-Hydroxytyramine (link na proizvod:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/3-hydroxytyramine-cas-51-61-6.html ), važan je neurotransmiter širokog spektra. Postoji u ljudskom tijelu i igra izuzetno važnu ulogu u kontroli pokreta tijela i regulaciji emocija. Prenosi signale između neurona i regulira aktivnost u mozgu i središnjem živčanom sustavu. Osim toga, čisti dopamin (link na proizvod:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html) također je uključen u mnoge druge fiziološke procese kao što su kontrola kardiovaskularnog sustava, odgovori probavnog sustava, imunološki sustav i funkcija mrežnice, itd. Razumijevanje njegovih reakcijskih svojstava od velike je važnosti za dubinsko razumijevanje mehanizma djelovanja in vivo i razvoj srodnih lijekova. Istraživanja o sintezi 3-hidroksitiramina imaju dugu povijest, a različite sintetske metode 3-hidroksitiramina bit će prikazane u nastavku.
1. Hoffmannova metoda sinteze amonijaka:
Najranija metoda sinteze 3-hidroksitiramina bila je Hoffmannova metoda sinteze amonijaka. Specifična metoda je zagrijavanje resorcinola i kalijevog hidroksida na oko 150 stupnjeva kako bi se stvorili odgovarajući aldehidi i ketoni, a zatim destilacija s amonijačnom vodom kako bi se dobio 3-hidroksitiramin. Iako je metoda jednostavna za pripremu, iskorištenje je malo, a potrebna je visoka temperatura i tlak, pa se postupno zamjenjuje drugim učinkovitijim metodama.
Hoffmannova metoda sinteze amonijaka uglavnom se dijeli na sljedeće korake:
(1) Rezorcinol i kalijev hidroksid reagiraju u aldehide i ketone:
Prvo se resorcinol i kalijev hidroksid zagrijavaju do oko 150 stupnjeva u vodenoj otopini da bi se izvela ketalna reakcija. Jednadžba konkretne reakcije je sljedeća:
Aldehidi i ketoni nastali u reakciji mogu se karakterizirati infracrvenom spektroskopijom, nuklearnom magnetskom rezonancijom i drugim metodama.
(2) Destilacija i katalitička reakcija korištenjem amonijačne vode:
Stavite stvorene aldehide, ketone i amonijačnu vodu u reakcijski kotao za destilaciju i katalitičku reakciju. Tijekom reakcije, amonijačna voda ima katalitičku ulogu i također je izvor plina amonijaka. Jednadžba konkretne reakcije je sljedeća:
U reakciji amonijak djeluje kao redukcijski agens koji ga reducira u 3-hidroksiaceton anhidrid reakcijom adicije s aldehidima i ketonima. 3-Anhidrid hidroksipirugrožđana reakcija s amonijakom stvara 3-hidroksitiramin putem mehanizma sličnog Streckerovoj reakciji.
(3) Pročišćavanje:
Nakon što se smjesa dobije, može se pročistiti ekstrakcijom, kristalizacijom i drugim metodama, te se konačno može dobiti čisti 3-hidroksitiramin.
Mehanizam reakcije Hoffmannove metode sinteze amonijaka uglavnom se dijeli u dva koraka:
Prvi korak: stvaranje aldehida i ketona:
Rezorcinol prvo prolazi ketalnu reakciju s kalijevim hidroksidom kako bi se proizveli odgovarajući aldehid i keton. Jednadžba konkretne reakcije je sljedeća:
Visoka temperatura potrebna u reakciji je oko 150 stupnjeva, što je reakcija u jednom koraku. Ketalna reakcija može se karakterizirati infracrvenom spektroskopijom, nuklearnom magnetskom rezonancijom i drugim metodama.
Drugi korak: reakcija katalizirana amonijačnom vodom:
Nakon miješanja nastalih aldehida i ketona s amonijačnom vodom, provode se destilacija i katalitičke reakcije. U ovom procesu, amonijačna voda ne samo da daje plin amonijak, već također djeluje kao katalizator za promicanje reakcije adicije atoma kisika i plina amonijaka. Plinoviti amonijak koristi se kao redukcijsko sredstvo za redukciju aldehida i ketona u 3-anhidrid hidroksiacetolaktične kiseline (-acetolaktična kiselina). 3-Hidroksipiruvat i amonijak ponovno prolaze kroz mehanizam sličan Streckerovoj reakciji da bi proizveli 3-hidroksitiramin. Jednadžba konkretne reakcije je sljedeća:
Treba napomenuti da uvjete kao što su temperatura i vrijeme reakcije treba strogo kontrolirati tijekom reakcije kako bi se izbjegla razgradnja produkta ili pojava drugih nuspojava.
Ukratko, Hoffmannova metoda sinteze amonijaka jedna je od najranijih metoda za pripremu 3-hidroksitiramina. Iako je njegov rad relativno jednostavan, njegov prinos je nizak i zahtijeva visoku temperaturu i visoki tlak, što ne može zadovoljiti zahtjeve industrijske proizvodnje. Trenutno su razvijene mnoge učinkovitije i ekološki prihvatljivije metode sinteze, ali Hoffmannova metoda sinteze amonijaka još uvijek ima određenu istraživačku vrijednost i povijesni značaj.
2. Wolff-Kishnerova metoda redukcije:
Wolff-Kishnerova redukcijska metoda klasična je redukcijska metoda ketona koja se koristi za pripravu 3-hidroksitiramina. Obično se 4-hidroksiacetofenon prvo priprema s resorcinolom, zatim se reducira u odgovarajući alkohol s vodikovom amonijačnom vodom ili natrijevim izopropoksidom i dehidrira u alkalnim uvjetima kako bi se dobio 3-hidroksitiramin. Ova metoda koristi blage uvjete, ali zahtijeva korištenje jake baze, te treba obratiti pozornost na operaciju.
Uvod u Wolff-Kishnerovu metodu redukcije:
3-Hidroksitiramin je biološki aktivna molekula koja široko postoji u živčanom sustavu i sudjeluje u različitim fiziološkim procesima, kao što su kretanje, učenje i ponašanje. Stoga je važno pripremiti 3-hidroksitiramin. Wolff-Kishnerova redukcija je metoda za redukciju aldehida ili ketona u odgovarajuće alkilne ili arilne spojeve. Princip reakcije metode je: prvo pomiješajte keton ili aldehid s viškom amonijačne vode i natrijevog hidroksida kako bi se dobio odgovarajući oksimski spoj. Zatim se dobiveni oksimski spoj pomiješa s natrijevim hidroksidom i etilen glikolom i zagrijava na visokoj temperaturi kako bi se izazvala deoksigenacija da bi se proizveo odgovarajući alkilni ili arilni spoj.
2. Specifični koraci Wolff-Kishnerove redukcijske metode
Korak 1: Sinteza ciljanog spoja 3, 4-dihidroksifenetilamina
(1) Pripremite reakcijsku smjesu: Pomiješajte 0.45 g 3,4-dihidroksifenilacetona, 1,32 g natrijevog hidroksida i 10 mL vodene otopine amonijaka i miješajte 30 minuta.
(2) Reakcija zagrijavanja: zagrijte reakcijsku smjesu na 80 stupnjeva i reagirajte 4-6 sati dok se potpuno ne izgubi boja. Tijekom procesa reakcije potrebno je paziti na miješanje i kontrolu temperature kako bi se osiguralo glatko odvijanje reakcije.
(3) Filtrirajte produkt: Nakon reakcije ohladite na sobnu temperaturu, isperite 3 puta etanolom, a zatim ekstrahirajte 3 puta otopinom etanol/eter. Ekstrahirana organska faza je isprana dva puta s otopinom natrijevog klorida i zatim osušena s bezvodnim natrijevim kloridom.
(4) Sušenje produkta: dobiveni bezvodni natrijev klorid ekstrahiran je etanolom, produkt je ponovno otopljen i filtriran, a zatim osušen u vakuumskoj sušilici da se dobije ciljni produkt 3,4-dihidroksifenilamin.
Drugi korak: Wolff-Kishnerova redukcija
(1) Pripremite reakcijsku smjesu: Otopite 0.2 g 3,4-dihidroksifenilamina u 10 mL izopropanola osušenog aluminijevim oksidom i miješajte dok se potpuno ne otopi. Zatim dodajte višak amonijačne vode (8 mL) i natrijev hidroksid (2 g), zatim dodajte etilen glikol (2 mL) i dobro promiješajte.
(2) Reakcija zagrijavanja: reakcijska smjesa je zagrijana na 150 stupnjeva i reagirala je 6 sati dok reakcija nije potpuno završena. Tijekom procesa reakcije treba obratiti pozornost na kontrolu temperature i vremena kako bi se osiguralo glatko odvijanje reakcije. Nakon što je reakcija završena, reakcijska smjesa se može ohladiti u kupelji ledene vode.
(3) Izolacija produkta: reakcijska smjesa je filtrirana, a filtrat je osušen pomoću bezvodnog natrijevog klorida. Zatim prilagodite pH tako da bude blizu neutralnog i na kraju ekstrakcijom dobijete bezvodni proizvod.
(4) Sušenje proizvoda: sušenje proizvoda u vakuumskoj sušilici kako bi se dobio čisti 3-hidroksitiramin.
Prednosti i nedostaci Wolff-Kishner metode redukcije:
prednost:
(1) Reakcija je jednostavna i praktična, te se lako rukuje.
(2) Reakcijske sirovine lako je nabaviti, a cijena je relativno niska.
(3) Dobra selektivnost, dobar redukcijski učinak na spojeve kao što su aldehidi i ketoni.
(4) Ne stvaraju se nepotrebni nusprodukti, a reakcijski sustav je relativno jednostavan.
nedostatak:
(1) Reakcija mora koristiti okolinu visoke temperature i visokog tlaka, što će vjerojatno uzrokovati sigurnosne probleme.
(2) Nije primjenjivo na spojeve koji sadrže funkcionalne skupine osim karbonila.
(3) Reakcijski uvjeti su relativno oštri, a različite čimbenike kao što su vrijeme reakcije, temperatura i pH potrebno je kontrolirati kako bi se osiguralo glatko napredovanje reakcije.
Općenito, Wolff-Kishnerova redukcijska metoda često je korištena redukcijska metoda sa širokim rasponom primjena. U pripremi 3-hidroksitiramina, ova metoda može učinkovito reducirati njegov prekursorski spoj u ciljni produkt i vrlo je praktična sintetička metoda.