Ντοπαμίνη σε σκόνη(σύνδεσμος προϊόντος:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/dopamine-powder-cas-51-61-6.html), επίσης γνωστή ως 3-Hydroxytyramine (σύνδεσμος προϊόντος:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/3-hydroxytyramine-cas-51-61-6.html ), είναι ένας σημαντικός νευροδιαβιβαστής ευρέως Υπάρχει στο ανθρώπινο σώμα και παίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στον έλεγχο της κίνησης του σώματος και στη ρύθμιση των συναισθημάτων. Μεταδίδει σήματα μεταξύ των νευρώνων και ρυθμίζει τη δραστηριότητα στον εγκέφαλο και το κεντρικό νευρικό σύστημα. Επιπλέον, η καθαρή ντοπαμίνη (σύνδεσμος προϊόντος:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html) εμπλέκεται επίσης σε πολλές άλλες φυσιολογικές διεργασίες όπως ο έλεγχος του καρδιαγγειακού συστήματος, οι αποκρίσεις του πεπτικού συστήματος, η λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος και του αμφιβληστροειδούς κ.λπ. Η κατανόηση των ιδιοτήτων αντίδρασης του έχει μεγάλη σημασία για τη σε βάθος κατανόηση του μηχανισμού δράσης του in vivo και την ανάπτυξη σχετικών φαρμάκων. Η έρευνα για τη σύνθεση της 3-υδροξυτυραμίνης έχει μακρά ιστορία και διάφορες συνθετικές μέθοδοι της 3-υδροξυτυραμίνης θα αναθεωρηθούν παρακάτω.
1. Μέθοδος σύνθεσης αμμωνίας Hoffmann:
Η παλαιότερη μέθοδος σύνθεσης της 3-υδροξυτυραμίνης ήταν η μέθοδος σύνθεσης αμμωνίας Hoffmann. Η συγκεκριμένη μέθοδος είναι η θέρμανση της ρεσορκινόλης και του υδροξειδίου του καλίου στους περίπου 150 βαθμούς για να δημιουργηθούν οι αντίστοιχες αλδεΰδες και κετόνες, και στη συνέχεια η απόσταξη με αμμωνιακό νερό για να ληφθεί 3-υδροξυτυραμίνη. Αν και η μέθοδος είναι απλή στην προετοιμασία, η απόδοση είναι χαμηλή και απαιτούνται υψηλή θερμοκρασία και πίεση, επομένως σταδιακά αντικαθίσταται από άλλες πιο αποτελεσματικές μεθόδους.
Η μέθοδος σύνθεσης αμμωνίας Hoffmann χωρίζεται κυρίως στα ακόλουθα στάδια:
(1) Η ρεσορκινόλη και το υδροξείδιο του καλίου αντιδρούν για να σχηματίσουν αλδεΰδες και κετόνες:
Πρώτον, η ρεσορκινόλη και το υδροξείδιο του καλίου θερμαίνονται στους περίπου 150 βαθμούς σε ένα υδατικό διάλυμα για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση κετάλης. Η εξίσωση αντίδρασης σκυροδέματος έχει ως εξής:
Οι αλδεΰδες και οι κετόνες που παράγονται στην αντίδραση μπορούν να χαρακτηριστούν με υπέρυθρη φασματοσκοπία, πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό και άλλα μέσα.
(2) Απόσταξη και καταλυτική αντίδραση με χρήση αμμωνιακού νερού:
Βάλτε τις παραγόμενες αλδεΰδες, κετόνες και αμμωνιακό νερό στον βραστήρα αντίδρασης για απόσταξη και καταλυτική αντίδραση. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, το αμμωνιακό νερό παίζει καταλυτικό ρόλο και είναι επίσης πηγή αερίου αμμωνίας. Η εξίσωση αντίδρασης σκυροδέματος έχει ως εξής:
Στην αντίδραση, η αμμωνία δρα ως αναγωγικός παράγοντας για να την ανάγει σε 3-ανυδρίτη υδροξυακετόνης μέσω αντίδρασης προσθήκης με αλδεΰδες και κετόνες. 3-Ο υδροξυπυροσταφυλικός ανυδρίτης αντιδρά με την αμμωνία για να δημιουργήσει 3-Υδροξυτυραμίνη μέσω ενός μηχανισμού παρόμοιου με την αντίδραση Strecker.
(3) Καθαρισμός:
Αφού ληφθεί το μείγμα, μπορεί να καθαριστεί με εκχύλιση, κρυστάλλωση και άλλες μεθόδους και τελικά μπορεί να ληφθεί καθαρή 3-υδροξυτυραμίνη.
Ο μηχανισμός αντίδρασης της μεθόδου σύνθεσης αμμωνίας Hoffmann χωρίζεται κυρίως σε δύο στάδια:
Το πρώτο βήμα: παραγωγή αλδεΰδης και κετόνης:
Η ρεσορκινόλη υφίσταται αρχικά αντίδραση κετάλης με υδροξείδιο του καλίου για να δημιουργήσει την αντίστοιχη αλδεΰδη και κετόνη. Η εξίσωση αντίδρασης σκυροδέματος έχει ως εξής:
Η υψηλή θερμοκρασία που απαιτείται στην αντίδραση είναι περίπου 150 βαθμοί, η οποία είναι μια αντίδραση ενός σταδίου. Η αντίδραση κετάλης μπορεί να χαρακτηριστεί με υπέρυθρη φασματοσκοπία, πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό και άλλα μέσα.
Το δεύτερο βήμα: η αντίδραση που καταλύεται από νερό αμμωνίας:
Μετά την ανάμειξη των παραγόμενων αλδεΰδων και κετονών με αμμωνιακό νερό, διενεργούνται απόσταξη και καταλυτικές αντιδράσεις. Σε αυτή τη διαδικασία, το νερό αμμωνίας όχι μόνο παρέχει αέριο αμμωνία, αλλά δρα επίσης ως καταλύτης για την προώθηση της αντίδρασης προσθήκης ατόμων οξυγόνου και αερίου αμμωνίας. Η αέρια αμμωνία χρησιμοποιείται ως αναγωγικός παράγοντας για την αναγωγή αλδεΰδων και κετονών σε 3-ανυδρίτη υδροξυακετογαλακτικού οξέος (-Acetolactic acid). 3-Το υδροξυπυροσταφυλικό και η αμμωνία υφίστανται ξανά έναν μηχανισμό παρόμοιο με την αντίδραση Strecker για τη δημιουργία 3-υδροξυτυραμίνης. Η εξίσωση αντίδρασης σκυροδέματος έχει ως εξής:
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι συνθήκες όπως η θερμοκρασία και ο χρόνος αντίδρασης θα πρέπει να ελέγχονται αυστηρά κατά τη διάρκεια της αντίδρασης για να αποφευχθεί η αποσύνθεση του προϊόντος ή η εμφάνιση άλλων ανεπιθύμητων ενεργειών.
Συνοψίζοντας, η μέθοδος σύνθεσης αμμωνίας Hoffmann είναι μία από τις αρχαιότερες μεθόδους για την παρασκευή της 3-υδροξυτυραμίνης. Αν και η λειτουργία του είναι σχετικά απλή, η απόδοσή του είναι χαμηλή και απαιτεί υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση, που δεν μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις της βιομηχανικής παραγωγής. Επί του παρόντος, έχουν αναπτυχθεί πολλές πιο αποτελεσματικές και φιλικές προς το περιβάλλον μέθοδοι σύνθεσης, αλλά η μέθοδος σύνθεσης αμμωνίας Hoffmann εξακολουθεί να έχει κάποια ερευνητική αξία και ιστορική σημασία.
2. Μέθοδος αναγωγής Wolff-Kishner:
Η μέθοδος αναγωγής Wolff-Kishner είναι μια κλασική μέθοδος αναγωγής κετονών, η οποία έχει χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή της 3-υδροξυτυραμίνης. Συνήθως, η 4-υδροξυακετοφαινόνη παρασκευάζεται πρώτα με ρεσορκινόλη, στη συνέχεια ανάγεται στην αντίστοιχη αλκοόλη με νερό υδρογόνου αμμωνίας ή ισοπροποξείδιο του νατρίου και αφυδατώνεται υπό αλκαλικές συνθήκες για τη δημιουργία 3-υδροξυτυραμίνης. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ήπιες συνθήκες, αλλά απαιτεί τη χρήση ισχυρής βάσης και πρέπει να δοθεί προσοχή στη λειτουργία.
Εισαγωγή στη μέθοδο αναγωγής Wolff-Kishner:
3-Η υδροξυτυραμίνη είναι ένα βιολογικά ενεργό μόριο που υπάρχει ευρέως στο νευρικό σύστημα και συμμετέχει σε διάφορες φυσιολογικές διεργασίες, όπως η κίνηση, η μάθηση και η συμπεριφορά. Επομένως, είναι σημαντικό να προετοιμάσετε την 3-Υδροξυτυραμίνη. Η αναγωγή Wolff-Kishner είναι μια μέθοδος για την αναγωγή αλδεϋδών ή κετονών στις αντίστοιχες ενώσεις αλκυλίου ή αρυλίου. Η αρχή της αντίδρασης της μεθόδου είναι: πρώτα αναμίξτε κετόνη ή αλδεΰδη με περίσσεια νερού αμμωνίας και υδροξειδίου του νατρίου για να σχηματιστεί η αντίστοιχη ένωση οξίμης. Στη συνέχεια, η λαμβανόμενη ένωση οξίμης αναμιγνύεται με υδροξείδιο του νατρίου και αιθυλενογλυκόλη και θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία για να προκαλέσει αποοξυγόνωση για να δημιουργήσει την αντίστοιχη αλκυλ ή αρυλική ένωση.
2. Ειδικά βήματα της μεθόδου αναγωγής Wolff-Kishner
Βήμα 1: Σύνθεση της ένωσης στόχου 3,4-διυδροξυφαιναιθυλαμίνης
(1) Παρασκευάστε το μίγμα της αντίδρασης: Αναμίξτε 0.45 g 3,4-διυδροξυφαινυλακετόνης, 1,32 g υδροξειδίου του νατρίου και 10 mL υδατικής αμμωνίας και αναδεύστε για 30 λεπτά.
(2) Αντίδραση θέρμανσης: θερμάνετε το μείγμα αντίδρασης στους 80 βαθμούς και αντιδράστε για 4-6 ώρες μέχρι να χαθεί τελείως το χρώμα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στην ανάδευση και στον έλεγχο της θερμοκρασίας για να διασφαλιστεί η ομαλή πρόοδος της αντίδρασης.
(3) Διηθήστε το προϊόν: Μετά την αντίδραση, ψύξτε σε θερμοκρασία δωματίου, πλύνετε 3 φορές με αιθανόλη και μετά εκχυλίστε 3 φορές με διάλυμα αιθανόλης/αιθέρα. Η εκχυλισμένη οργανική φάση πλύθηκε δύο φορές με διάλυμα χλωριούχου νατρίου και στη συνέχεια ξηράνθηκε με άνυδρο χλωριούχο νάτριο.
(4) Ξήρανση του προϊόντος: το ληφθέν άνυδρο χλωριούχο νάτριο εκχυλίστηκε με αιθανόλη, το προϊόν επαναδιαλύθηκε και διηθήθηκε και στη συνέχεια ξηράνθηκε σε ξηραντήρα κενού για να ληφθεί το προϊόν στόχος 3, 4-διυδροξυφαινυλαμίνη.
Βήμα δεύτερο: Μείωση Wolff-Kishner
(1) Προετοιμάστε το μείγμα αντίδρασης: Διαλύστε 0.2 g 3,4-διυδροξυφαινυλαμίνης σε 10 mL ισοπροπανόλης αποξηραμένης με αλουμίνα και αναδεύστε μέχρι να διαλυθεί πλήρως. Στη συνέχεια, προσθέστε περίσσεια νερού αμμωνίας (8 mL) και υδροξείδιο του νατρίου (2 g), στη συνέχεια προσθέστε αιθυλενογλυκόλη (2 mL) και ανακατέψτε καλά.
(2) Αντίδραση θέρμανσης: το μίγμα της αντίδρασης θερμάνθηκε στους 150 βαθμούς και αντέδρασε για 6 ώρες μέχρις ότου η αντίδραση συμπληρώθηκε πλήρως. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης, θα πρέπει να δοθεί προσοχή στον έλεγχο της θερμοκρασίας και του χρόνου για να εξασφαλιστεί η ομαλή εξέλιξη της αντίδρασης. Αφού ολοκληρωθεί η αντίδραση, το μίγμα της αντίδρασης μπορεί να ψυχθεί με λουτρό πάγου-νερού.
(3) Απομόνωση του προϊόντος: το μίγμα της αντίδρασης διηθήθηκε και το διήθημα ξηράνθηκε χρησιμοποιώντας άνυδρο χλωριούχο νάτριο. Στη συνέχεια, ρυθμίστε το pH ώστε να είναι κοντά στο ουδέτερο, και τελικά λάβετε άνυδρο προϊόν μέσω εκχύλισης.
(4) Ξήρανση του προϊόντος: ξήρανση του προϊόντος σε στεγνωτήριο κενού για να ληφθεί καθαρή 3-Υδροξυτυραμίνη.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της μεθόδου αναγωγής Wolff-Kishner:
πλεονέκτημα:
(1) Η αντίδραση είναι απλή και βολική και εύκολη στη λειτουργία.
(2) Οι πρώτες ύλες αντίδρασης είναι εύκολο να ληφθούν και το κόστος είναι σχετικά χαμηλό.
(3) Καλή επιλεκτικότητα, καλή αναγωγική επίδραση σε ενώσεις όπως αλδεΰδες και κετόνες.
(4) Δεν παράγονται περιττά παραπροϊόντα και το σύστημα αντίδρασης είναι σχετικά απλό.
έλλειψη:
(1) Η αντίδραση πρέπει να χρησιμοποιεί περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, το οποίο είναι πιθανό να προκαλέσει προβλήματα ασφάλειας.
(2) Δεν εφαρμόζεται σε ενώσεις που περιέχουν λειτουργικές ομάδες άλλες από το καρβονύλιο.
(3) Οι συνθήκες αντίδρασης είναι σχετικά σκληρές και διάφοροι παράγοντες όπως ο χρόνος αντίδρασης, η θερμοκρασία και το pH πρέπει να ελέγχονται για να διασφαλιστεί η ομαλή πρόοδος της αντίδρασης.
Συνολικά, η μέθοδος αναγωγής Wolff-Kishner είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος αναγωγής με ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Κατά την παρασκευή της 3-υδροξυτυραμίνης, αυτή η μέθοδος μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την πρόδρομη ένωση της στο προϊόν στόχο και είναι μια πολύ πρακτική συνθετική μέθοδος.