Tropinoneeste un alcaloid tropan, este un alcaloid, care este folosit ca intermediar pentru sinteza atropinei. Cristale sau pulberi cristaline de culoare galben pal până la maro, cristale aciculare (benzină), utilizate ca intermediari în sinteza sulfatului de atropină. Este o moleculă de alcaloid care merită menționată în istoria sintezei organice. Compusul reacționează cu carbonatul de dimetil în prezența unei baze pentru a forma 2-metoxicarboniltropionat, care este apoi hidrogenat în prezența nichelului Raney pentru a forma dicarboxilat de metil. În cele din urmă, în prezența piridinei, metacrilatul de metil reacționează cu clorura de benzoil pentru a obține cocaină.
|
Formula chimică |
C8H13NO |
|
Masa exactă |
139 |
|
Greutate moleculară |
139 |
|
m/z |
139 (100.0%), 140 (8.7% |
|
Analiza elementară |
C, 69.03; H, 9.41; N, 10.06; O, 11.49 |
|
|
|
Sinteză totală:
Cea mai veche sinteza totala a tropidonei a fost finalizata de Willstätter in 1901.
Wilstedt (câștigător al Premiului Nobel pentru Chimie în 1915) a folosit ciclohexanona ca materie primă. Desi randamentul fiecarui pas din traseu a fost mare, randamentul total a fost mult redus, doar cu 0,75%, datorita multor pasi. Desigur, a fost o mare contribuție la dezvoltarea chimiei organice sintetice sintetizarea artificială a unor astfel de compuși complecși la începutul secolului al XX-lea. Acesta este unul dintre evenimentele importante din stadiul incipient al asamblarii produselor naturale complexe în laborator. Asamblarea cu succes a acestei molecule naturale destul de complexe este apogeul sintezei organice în perioada clasică, marcând nașterea sintezei totale în mai multe-etape.
Înainte de sinteza tropinei, Willst ätter a sintetizat cu succes cocaina cu tropina ca materie primă pentru prima dată în 1898 și a clarificat structura cocainei.
În 1917, Robert Robinson a creat o scurtă metodă sintetică de tropină. Această metodă este una dintre căile clasice în sinteza organică.Tropinonea fost sintetizat din acid succinal, metilamină și 3-oxoglutaric cu structură simplă prin reacția Mannich în trei etape (reacție într-un vas) în condiții bionice, iar randamentul a ajuns la 17%, care poate depăși 90% după îmbunătățire.
Mecanismul de reacție este:
Adăugarea nucleofilă a aminei primare la aldehidă, urmată de deshidratare pentru a forma imină;
Adăugarea nucleofilă a moleculelor de imină construiește primul inel;
Reacția intermoleculară Mannich dintre anionul 3-enol și ionul dicarboxilat de acetonă;
După deshidratare s-au format un nou anion enol și o nouă imină;
Reacția Mannich intramoleculară, formând al doilea inel;
Se îndepărtează două grupări carboxil pentru a forma compusul.
Biosinteza:
În organism, derivații utilizați pentru a construi sistemul inele de cocaină sunt sintetizați din L-glutamină sau L-arginină. În primul rând, acești doi aminoacizi suferă reducerea sau decarboxilarea carbonilului pentru a produce L-ornitină, care apoi suferă decarboxilarea pentru a produce putrescină. Apoi, un atom de azot din putrescină este metilat de SAM, producând N-metilputrescină. N-Metilputrescina este transformată în 4{-metilaminobutanal sub cataliza diaminoxidazei și ciclată la cationul N{-metil - Δ 1-pirolină de bază Schiff.
Ulterior, doi enantiomeri ai inelului pirolidină substituit N-metil - Δ au fost obținuți prin condensarea Clarison a cationului 1-pirolidină cu acetil CoA. Cu toate acestea, numai izomerul (S) - al acestor două produse poate continua să sufere ciclizare pentru a forma scheletul scopolaminei. Produsul tioester continuă să se condenseze cu o altă moleculă de acetil CoA pentru a obține derivatul 4 al tiosuccinatului. Acesta din urmă este oxidat pentru a regenera ionii pozitivi ai sărurilor de pirolidiniu și ionii negativi ai enolilor. Condensarea (reacția Mannich intramoleculară) are loc între cele două, rezultând produsul în care poziția 4 a substanței este înlocuită cu o grupă - C (O) SCoA. Apoi gruparea tioester se hidrolizează pentru a forma un acid carboxilic, care este apoi metilat la ester metilic prin SAM, iar legătura dublă este redusă pentru a obține dicarboxilatul de metil sub acțiunea NADPH. În cele din urmă, metil Blastine se condensează cu benzoil CoA prin calea acidului cinamic fenilalaninei pentru a forma cocaina.
Tropinone, ca alcaloid tropan, are o structură moleculară constând dintr-un schelet biciclic care conține azot-și o grupare carbonil cetonă. Proprietățile sale chimice unice îl fac de mare valoare în domeniile medicinei, sintezei organice și cercetării alcaloizilor.
Aplicație de bază: Rolul cheie al intermediarilor farmaceutici
Cea mai cunoscută utilizare-este ca intermediar în sinteza sulfatului de atropină. Atropina, ca medicament anticolinergic clasic, este utilizată pe scară largă în tratamentul clinic al diferitelor boli prin blocarea receptorilor colinergici de tip M-
În domeniul oftalmologiei, atropina este utilizată pentru examinarea și tratamentul bolilor oftalmice precum iridociclita și keratita prin dilatarea pupilelor și reglarea paraliziei. În același timp, poate inhiba progresia miopiei și a devenit un medicament fierbinte pentru prevenirea și controlul miopiei la copii. Ca precursor al sintezei sale, susține direct producția-la scară largă de atropină.
Sistemul digestiv: Atropina poate atenua spasmele musculare netede din tractul gastrointestinal și este utilizată pentru a trata boli precum ulcerul gastric și colici. Sinteza sa se bazează pe aprovizionarea stabilă cu atropină.
Detoxifiere de urgență: în tratamentul de urgență al otrăvirii cu pesticide organofosforate, atropina antagonizează competitiv acetilcolina, inversează simptomele muscarinici, iar eficiența sintezei acesteia afectează în mod direct disponibilitatea medicamentelor de urgență.
În plus, participă și la sinteza altor medicamente importante:
Sinteza cocainei: poate fi transformată în cocaină prin esterificare, hidrogenare și alte reacții. Deși cocaina este strict reglementată din cauza naturii sale de dependență, rolul său unic în anestezia locală și vasoconstricție o face încă de neînlocuit în medii medicale specifice, cum ar fi chirurgia oftalmologică. Ca punct de plecare al căii de sinteză, puritatea sa chimică și reactivitatea determină în mod direct calitatea produsului final.
Prepararea metilblastinei: metilblastina este generată prin reducerea hidrogenării, care este un precursor al diferiților alcaloizi folosiți pentru studierea mecanismelor de transmitere a neurotransmițătorilor și dezvoltarea de noi medicamente analgezice.
Aplicații derivate: Molecule model pentru cercetarea alcaloizilor
Structura moleculară îl face un model ideal pentru cercetarea chimiei alcaloizilor:
Cercetare de sinteză totală: Calea sa de sinteză (cum ar fi reacția de ciclizare a butanalului cu metilamină și acid acetonă dicarboxilic) este un caz clasic în chimia organică. În 1917, Willstätter și Robinson au realizat sinteza totală a NSC 118012 prin diferite metode, printre care strategia de ciclizare a adiției conjugate a lui Robinson a fost pionierul unei noi paradigme pentru sinteza alcaloizilor și a câștigat astfel Premiul Nobel pentru Chimie în 1947.
Cercetarea sintetică nu numai că promovează dezvoltarea teoriei sintezei organice, dar oferă și suport metodologic pentru analiza structurală a produselor naturale complexe.
Dezvoltare derivată: structura biciclică care conține cetona carbonil și azot-a NSC 118012 face ușoară suferirea modificărilor chimice, generând diferiți derivați biologic activi:
2-metoxicarbonil-tropinonă: Preparată prin reacția de esterificare, este un intermediar cheie pentru sinteza salicilatului de metil (utilizat pentru diagnosticul bolii Parkinson).
Gruparea sa carbonil cetonă poate fi redusă la alcooli sau transformată în derivați de enol eter, extinzând și mai mult spațiul de proiectare al moleculelor bioactive.
Compușii topenone-oximei: generați prin reacții de oximare, au activități antibacteriene și anti{0}}inflamatorii, iar unii derivați prezintă efecte inhibitoare asupra tulpinilor-rezistente la medicamente, făcându-le potențiali candidați pentru dezvoltarea de noi antibiotice.
Cercetarea mecanismelor farmacologice: studiul relației dintre structura-activitatea alcaloizilor și a derivaților acestora poate ajuta la dezvăluirea mecanismului molecular al interacțiunii dintre alcaloizi și receptori. De exemplu, prin modificarea atomului de azot sau a structurii ciclice a NSC 118012, afinitatea acestuia pentru receptorii colinergici poate fi reglată, oferind o bază teoretică pentru proiectarea unor medicamente anticolinergice mai selective.
Adoptând articulații integrate de înaltă{0}}performanță, seria CRA poate crește tempo-ul cu 25%, iar productivitatea poate atinge un nou vârf; algoritmul de suprimare a vibrațiilor este îmbunătățit pentru a obține un efect bun anti-tremur;-algoritmul de compensare DH cu parametri completi și algoritmul TrueMotion sunt suportate de poziționare absolută. 0,4 mm sub mișcarea de schimbare a atitudinii, iar mișcarea curbată este precisă și stabilă.
Direcție potențială de cercetare: Extindere de la bază la clinică
Odată cu fuziunea încrucișată a chimiei și medicinei, scenariile de aplicare se extind de la domeniul farmaceutic tradițional la o gamă mai largă de direcții biomedicale:
Cercetare în neuroștiință: Ca moleculă model a sistemului colinergic, poate fi folosit pentru a studia transmiterea neurotransmițătorilor, plasticitatea sinaptică și patogeneza bolilor neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer. Prin etichetarea izotopilor de carbon sau azot ai NSC 118012, căile sale metabolice in vivo pot fi urmărite, oferind un instrument pentru studii farmacocinetice.
Aplicații în știința materialelor: Structura biciclică{0}}conținând azot a NSC 118012 are o configurație spațială unică și poate fi utilizată ca ligand pentru proiectarea cadrelor organice metalice (MOF) sau a ansamblurilor supramoleculare. Acest tip de material a demonstrat aplicații potențiale în adsorbția gazului, cataliză și livrarea medicamentelor. De exemplu, MOF modificate cu NSC 118012 pot fi utilizate pentru adsorbția selectivă a agenților nervoși, oferind noi strategii de protecție chimică.
În domeniul agriculturii și al protecției mediului, activitatea sa antibacteriană o face o moleculă candidată pentru dezvoltarea pesticidelor naturale. Prin optimizarea structurală, pesticidele alcaloide cu toxicitate scăzută și ușor degradabile pot fi proiectate pentru a reduce poluarea mediului cauzată de pesticidele chimice. În plus, reacția de ciclizare implicată în calea de sinteză a NSC 118012 poate oferi referințe metodologice pentru conversia biomasei și poate contribui la dezvoltarea durabilă.
Care sunt metodele de utilizare și măsurile de precauție pentru acest compus?
Datorită naturii sale farmaceutice intermediare și a anumitor toxicități, utilizarea sa ar trebui să fie strict limitată la laboratoare profesionale sau medii de producție industrială și operată de profesioniști cu cunoștințe și experiență relevante. Următorul este un rezumat alTropinonemetode de utilizare și precauții bazate pe principiile generale de manipulare a substanțelor chimice:
metoda de utilizare
Mediu profesional:
Ar trebui să fie utilizat într-un laborator bine ventilat sau într-un mediu de producție industrială, dotat cu instalațiile de siguranță necesare.
Protectie personala:
Operatorii trebuie să poarte echipament individual de protecție adecvat, cum ar fi îmbrăcăminte de protecție, mănuși, măști de praf, ochelari de protecție etc., pentru a preveni contactul direct între substanțele chimice și pielea, ochii sau sistemul respirator.
Standarde de operare:
Urmați cu strictețe procedurile de operare pentru a evita generarea de praf sau stropire. Dacă o cantitate mare de NSC 118012 trebuie cântărită sau procesată, trebuie utilizate instrumente și echipamente adecvate, cum ar fi sticle de măsurare, pâlnii etc.
Cerințe de depozitare:
Compusul trebuie depozitat într-un loc răcoros, uscat, bine ventilat, departe de surse de foc, căldură și substanțe incompatibile. Între timp, este necesar să vă asigurați că recipientul este etanș etanș pentru a preveni scurgerile chimice.
chestiuni care necesită atenție
Evitați contactul:
Evitați contactul direct cu pielea, ochii sau îmbrăcămintea. Dacă este atins accidental, clătiți imediat cu multă apă și solicitați asistență medicală cât mai curând posibil.
Siguranta la incendiu:
Acest compus se poate descompune și produce fum toxic la temperaturi ridicate, așa că trebuie evitat contactul cu sursele de foc. În caz de incendiu, pentru stingere ar trebui folosiți agenți de stingere a incendiilor corespunzători, iar locul trebuie evacuat imediat.
Protecția mediului:
Împiedicați-l să pătrundă în canalizare sau în corpurile de apă pentru a evita poluarea mediului. Dacă este necesară eliminarea deșeurilor, trebuie respectate reglementările relevante de mediu și instituțiile profesionale ar trebui să fie mandatate pentru eliminare.
Monitorizarea sanatatii:
Persoanele care au fost în contact{0}}pe termen lung cu acesta ar trebui să fie supuse unor controale regulate de sănătate pentru a identifica și aborda cu promptitudine potențialele probleme de sănătate.
Instruire de siguranță:
Operatorii ar trebui să primească instruirea necesară în materie de siguranță pentru a înțelege proprietățile, pericolele și metodele de răspuns în caz de urgență ale compusului pentru a asigura funcționarea în siguranță.
Legi și reglementări:
Când utilizați, depozitați și transportați această substanță, legile, reglementările și standardele naționale relevante trebuie respectate cu strictețe pentru a asigura legalitatea și conformitatea.
Care sunt progresele cercetării asupra căii de biosinteză a acestui compus?
Echipa de cercetare a Institutului de Botanică din Kunming, Academia Chineză de Științe a descoperit trei poliketid sintetaze de tip III, care pot cataliza condensarea cationului N-metilpirolină cu malonil coenzima A pentru a forma intermediarul cheie pentru biosinteza alcaloidului Tropinane. Această descoperire nu numai că dezvăluie mecanismul de formare a scheletului de bază în biosinteza alcaloizilor din acest compus, dar identifică și un nou tip de poliketid sintază a plantei III care sintetizează selectiv și eficient tricarbonilglutaratul, punând bazele producției heterologe de medicamente de hiosciamină bazate pe biologia sintetică.
Cercetările au arătat că acest compus este primul intermediar în biosinteza alcaloizilor tropani, iar mecanismul său de sinteză este realizat printr-o reacție de ciclizare mediată de P450 poliketid sintază atipică de tip III (AbPYKS). Această descoperire explică coexistența pirolinei și tropanului în plante și demonstrează fezabilitatea ingineriei tropanului în plantele care nu produc tropan.
Supraexprimarea PYKS și CYP82M3 în cultura rădăcină de Atropa belladonna poate crește semnificativ conținutul acestui compus și scopolamină. În plus, supraexprimarea UGT1 și LS poate crește semnificativ conținutul de hiosciamină, scopolamină, izohyosciamină și hiosciamină, ceea ce indică faptul că aceste două etape sunt cele două etape care limitează viteza în biosinteza hiosciaminei.
Echipa Christinei Smolke de la Universitatea Stanford a integrat gene de expresie heterologă în mai multe-etape în drojdie și a realizat cu succes sinteza heterologă a hiosciaminei și scopolaminei prin asamblarea diferitelor module și localizarea subcelulară. Această realizare demonstrează potențialul de a produce produse naturale complexe în microorganisme prin căi biosintetice.
FAQ
Pentru ce se folosește tropinona?
Este derivat din tropan și servește caun precursor cheie în sinteza diverșilor alcaloizi importanți, cum ar fi cocaina și atropina. În primul rând, tropinona este un solid cristalin incolor cu un miros caracteristic. Are o formulă moleculară de C8H13NO și o masă molară de aproximativ 139,2 g/mol.
Care este sinteza tropinonei?
Tropinona este o moleculă biciclică, dar reactanții utilizați în prepararea ei sunt destul de simpli: succinaldehidă, metilamină și acid acetondicarboxilic (sau chiar acetonă). Sinteza este un bun exemplu de reacție biomimetică sau de sinteză de tip-biogenetic, deoarece biosinteza utilizează aceleași blocuri de construcție.
Ce este tropina?
Tropina este definită caun compus biciclic cu nucleu tropan, care servește ca precursor în sinteza diverșilor alcaloizi tropani cunoscuți pentru activitatea lor biologică puternică, în special ca neurotransmițători.
Este atropina un analgezic?
Atropina oftalmică este utilizată înainte de examinările oftalmologice pentru a dilata (deschide) pupila, partea neagră a ochiului prin care vezi.De asemenea, este folosit pentru a calma durerea cauzată de umflarea și inflamația ochiului.
Tag-uri populare: tropinone cas 532-24-1, furnizori, producători, fabrică, en-gros, cumpărare, preț, vrac, de vânzare