Pulbere de dopamină(link produs:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/dopamine-powder-cas-51-61-6.html), cunoscută și sub numele de 3-Hydroxytyramine (link produs:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/3-hydroxytyramine-cas-51-61-6.html ), este un neurotransmițător important pe scară largă. Există în corpul uman și joacă un rol extrem de important în controlul mișcărilor corpului și în reglarea emoțiilor. Transmite semnale între neuroni și reglează activitatea creierului și a sistemului nervos central. În plus, dopamina pură (link produs:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html) este, de asemenea, implicată în multe alte procese fiziologice cum ar fi controlul sistemului cardiovascular, răspunsurile sistemului digestiv, sistemul imunitar și funcția retinei etc. Înțelegerea proprietăților sale de reacție este de mare importanță pentru înțelegerea în profunzime a mecanismului său de acțiune in vivo și pentru dezvoltarea medicamentelor înrudite. Cercetările privind sinteza 3-hidroxitiraminei au o istorie lungă, iar mai jos vor fi analizate diferite metode de sinteză a 3-hidroxitiraminei.
1. Metoda Hoffmann de sinteză a amoniacului:
Cea mai veche metodă de sinteză a 3-hidroxitiraminei a fost metoda de sinteză a amoniacului Hoffmann. Metoda specifică este de a încălzi resorcinol și hidroxid de potasiu la aproximativ 150 de grade pentru a genera aldehide și cetone corespunzătoare, apoi distila cu apă amoniacală pentru a obține 3-hidroxitiramină. Deși metoda este simplă de preparat, randamentul este scăzut și sunt necesare temperaturi și presiune ridicate, așa că este înlocuită treptat cu alte metode mai eficiente.
Metoda de sinteză a amoniacului Hoffmann este împărțită în principal în următoarele etape:
(1) Resorcinolul și hidroxidul de potasiu reacţionează pentru a forma aldehide și cetone:
În primul rând, resorcinolul și hidroxidul de potasiu sunt încălzite la aproximativ 150 de grade într-o soluție apoasă pentru a efectua o reacție cetalică. Ecuația reacției concrete este următoarea:
Aldehidele și cetonele generate în reacție pot fi caracterizate prin spectroscopie în infraroșu, rezonanță magnetică nucleară și alte mijloace.
(2) Distilare și reacție catalitică folosind apă cu amoniac:
Puneți aldehidele generate, cetonele și apa cu amoniac în ibricul de reacție pentru distilare și reacție catalitică. În timpul reacției, apa amoniacală joacă un rol catalitic și este, de asemenea, o sursă de amoniac gazos. Ecuația reacției concrete este următoarea:
În reacție, amoniacul acționează ca un agent reducător pentru a-l reduce la 3-hidroxiacetonă anhidridă prin reacția de adiție cu aldehide și cetone. 3-Anhidrida hidroxipiruvică reacționează cu amoniacul pentru a genera 3-hidroxitiramină printr-un mecanism similar cu reacția Strecker.
(3) Purificare:
După obținerea amestecului, acesta poate fi purificat prin extracție, cristalizare și alte metode și, în final, se poate obține 3-hidroxitiramină pură.
Mecanismul de reacție al metodei de sinteză a amoniacului Hoffmann este împărțit în principal în două etape:
Primul pas: generarea de aldehide și cetone:
Resorcinolul suferă mai întâi reacția cetală cu hidroxid de potasiu pentru a genera aldehida și cetona corespunzătoare. Ecuația reacției concrete este următoarea:
Temperatura ridicată necesară în reacție este de aproximativ 150 de grade, care este o reacție într-o singură etapă. Reacția cetală poate fi caracterizată prin spectroscopie în infraroșu, rezonanță magnetică nucleară și alte mijloace.
A doua etapă: reacția catalizată de apa cu amoniac:
După amestecarea aldehidelor și cetonelor generate cu apă amoniacală, se efectuează reacții de distilare și catalitice. În acest proces, apa cu amoniac nu numai că furnizează amoniac gazos, dar acționează și ca un catalizator pentru a promova reacția de adiție a atomilor de oxigen și amoniac gazos. Amoniacul gazos este utilizat ca agent reducător pentru a reduce aldehidele și cetonele la 3-anhidrida acidului hidroxiacetolactic (-acid acetolactic). 3-Hidroxipiruvatul și amoniacul suferă din nou un mecanism similar cu reacția Strecker pentru a genera 3-hidroxitiramină. Ecuația reacției concrete este următoarea:
Trebuie remarcat faptul că condițiile precum temperatura și timpul de reacție trebuie controlate strict în timpul reacției pentru a evita descompunerea produsului sau apariția altor reacții adverse.
Pentru a rezuma, metoda de sinteză a amoniacului Hoffmann este una dintre cele mai vechi metode de preparare a 3-hidroxitiraminei. Deși funcționarea sa este relativ simplă, randamentul său este scăzut și necesită temperatură ridicată și presiune ridicată, care nu pot satisface cerințele producției industriale. În prezent, au fost dezvoltate multe metode de sinteză mai eficiente și mai ecologice, dar metoda de sinteză a amoniacului Hoffmann are încă o anumită valoare de cercetare și semnificație istorică.
2. Metoda de reducere Wolff-Kishner:
Metoda de reducere Wolff-Kishner este o metodă clasică de reducere a cetonelor, care a fost utilizată pentru prepararea 3-hidroxitiraminei. De obicei, 4-hidroxiacetofenona este mai întâi preparată cu resorcinol, apoi redusă la alcoolul corespunzător cu apă hidrogen amoniac sau izopropoxid de sodiu și deshidratată în condiții alcaline pentru a genera 3-hidroxitiramină. Această metodă folosește condiții blânde, dar necesită utilizarea unei baze puternice și trebuie acordată atenție operației.
Introducere în metoda de reducere Wolff-Kishner:
3-Hidroxitiramina este o moleculă activă biologic care există pe scară largă în sistemul nervos și participă la diferite procese fiziologice, cum ar fi mișcarea, învățarea și comportamentul. Prin urmare, este important să pregătiți 3-hidroxitiramină. Reducerea Wolff-Kishner este o metodă de reducere a aldehidelor sau cetonelor la compușii alchil sau arii corespunzători. Principiul de reacție al metodei este: mai întâi se amestecă cetona sau aldehida cu exces de apă amoniac și hidroxid de sodiu pentru a forma compusul oximă corespunzător. Apoi compusul oximă obţinut este amestecat cu hidroxid de sodiu şi etilen glicol şi încălzit la temperatură ridicată pentru a determina dezoxigenarea pentru a genera compusul alchil sau arii corespunzător.
2. Etape specifice metodei de reducere Wolff-Kishner
Pasul 1: Sinteza compusului țintă 3, 4-dihidroxifenetilamină
(1) Se prepară amestecul de reacție: Se amestecă 0,45 g de 3,4-dihidroxifenilacetonă, 1,32 g hidroxid de sodiu și 10 ml de amoniac apos și se agită timp de 30 de minute.
(2) Reacția de încălzire: încălziți amestecul de reacție la 80 de grade și reacționați timp de 4-6 ore până când culoarea se pierde complet. În timpul procesului de reacție, este necesar să se acorde atenție agitării și controlului temperaturii pentru a asigura progresul lin al reacției.
(3) Se filtrează produsul: După reacție, se răcește la temperatura camerei, se spală de 3 ori cu etanol și apoi se extrage de 3 ori cu soluție de etanol/eter. Faza organică extrasă a fost spălată de două ori cu soluţie de clorură de sodiu şi apoi uscată cu clorură de sodiu anhidru.
(4) Uscarea produsului: clorura de sodiu anhidru obţinută a fost extrasă cu etanol, produsul a fost redizolvat şi filtrat şi apoi uscat într-un uscător în vid pentru a obţine produsul ţintă 3,4-dihidroxifenilamină.
Pasul doi: Reducerea Wolff-Kishner
(1) Se prepară amestecul de reacție: se dizolvă 0,2 g de 3,4-dihidroxifenilamină în 10 ml de izopropanol uscat cu alumină și se agită până se dizolvă complet. Apoi se adaugă apă cu amoniac în exces (8 ml) și hidroxid de sodiu (2 g), apoi se adaugă etilenglicol (2 ml) și se amestecă bine.
(2) Reacţia de încălzire: amestecul de reacţie a fost încălzit la 150 de grade şi a reacţionat timp de 6 ore până când reacţia a fost complet terminată. În timpul procesului de reacție, trebuie acordată atenție controlului temperaturii și timpului pentru a asigura desfășurarea lină a reacției. După ce reacția este completă, amestecul de reacție poate fi răcit cu o baie de apă cu gheață.
(3) Izolarea produsului: amestecul de reacție a fost filtrat și filtratul a fost uscat folosind clorură de sodiu anhidru. Apoi ajustați pH-ul pentru a-l apropia de neutru și, în final, obțineți un produs anhidru prin extracție.
(4) Uscarea produsului: uscarea produsului într-un uscător cu vid pentru a obține 3-hidroxitiramină pură.
Avantajele și dezavantajele metodei de reducere Wolff-Kishner:
avantaj:
(1) Reacția este simplă și convenabilă și ușor de operat.
(2) Materiile prime de reacție sunt ușor de obținut și costul este relativ scăzut.
(3) Selectivitate bună, efect de reducere bun asupra compușilor precum aldehidele și cetonele.
(4) Nu se generează produse secundare inutile, iar sistemul de reacție este relativ simplu.
neajuns:
(1) Reacția trebuie să utilizeze un mediu de temperatură ridicată și presiune ridicată, care este probabil să provoace probleme de siguranță.
(2) Nu se aplică compușilor care conțin alte grupări funcționale decât carbonil.
(3) Condițiile de reacție sunt relativ dure și diverși factori, cum ar fi timpul de reacție, temperatura și pH-ul trebuie controlați pentru a asigura progresul lin al reacției.
În general, metoda de reducere Wolff-Kishner este o metodă de reducere folosită în mod obișnuit, cu o gamă largă de aplicații. În prepararea 3-hidroxitiraminei, această metodă poate reduce în mod eficient compusul său precursor la produsul țintă și este o metodă sintetică foarte practică.