Допамин прах(линк производа:хттпс://ввв.блоомтецхз.цом/синтхетиц-цхемицал/апи-ресеарцхинг-онли/допамине-повдер-цас-51-61-6.хтмл), такође познат као 3-Хидрокитирамине (линк производа:хттпс://ввв.блоомтецхз.цом/синтхетиц-цхемицал/апи-ресеарцхинг-онли/3-хидрокитирамине-цас-51-61-6.хтмл ), је важан неуротрансмитер нашироко. Постоји у људском телу и игра изузетно важну улогу у контроли покрета тела и регулацији емоција. Он преноси сигнале између неурона и регулише активност у мозгу и централном нервном систему. Поред тога, чисти допамин (линк производа:хттпс://ввв.блоомтецхз.цом/синтхетиц-цхемицал/апи-ресеарцхинг-онли/пуре-допамине-цас-51-61-6.хтмл) је такође укључен у многе друге физиолошке процесе као што су контрола кардиоваскуларног система, одговори дигестивног система, имуни систем и функција мрежњаче, итд. Разумевање његових реакционих својстава је од великог значаја за дубинско разумевање његовог механизма деловања ин виво и развој сродних лекова. Истраживање синтезе 3-хидрокситирамина има дугу историју, а у наставку ће бити приказане различите синтетичке методе 3-хидрокситирамина.
1. Хофманова метода синтезе амонијака:
Најранија метода синтезе 3-хидрокситирамина била је Хофманова метода синтезе амонијака. Специфична метода је да се ресорцинол и калијум хидроксид загреју на око 150 степени да би се генерисали одговарајући алдехиди и кетони, а затим се дестилује са амонијачном водом да би се добио 3-хидрокситирамин. Иако је метода једноставна за припрему, принос је низак и потребна су висока температура и притисак, па се постепено замењује другим ефикаснијим методама.
Хофманова метода синтезе амонијака је углавном подељена на следеће кораке:
(1) Резорцинол и калијум хидроксид реагују и формирају алдехиде и кетоне:
Прво се ресорцинол и калијум хидроксид загревају на око 150 степени у воденом раствору да би се извела кетална реакција. Једначина конкретне реакције је следећа:
Алдехиди и кетони који настају у реакцији могу се окарактерисати инфрацрвеном спектроскопијом, нуклеарном магнетном резонанцом и другим средствима.
(2) Дестилација и каталитичка реакција коришћењем амонијачне воде:
Ставите генерисане алдехиде, кетоне и амонијачну воду у реакциони котлић за дестилацију и каталитичку реакцију. Током реакције, амонијачна вода игра каталитичку улогу и такође је извор гаса амонијака. Једначина конкретне реакције је следећа:
У реакцији, амонијак делује као редукционо средство да га редукује у 3-анхидрид хидроксиацетона реакцијом адиције са алдехидима и кетонима. 3-Анхидрид хидроксипирувичне киселине реагује са амонијаком и ствара 3-хидрокситирамин преко механизма сличног Стрекеровој реакцији.
(3) Пречишћавање:
Након што се добије смеша, може се пречистити екстракцијом, кристализацијом и другим методама и на крају се може добити чист 3-хидрокситирамин.
Механизам реакције Хоффманнове методе синтезе амонијака углавном је подељен у два корака:
Први корак: стварање алдехида и кетона:
Резорцинол прво пролази кроз кеталну реакцију са калијум хидроксидом да би се добио одговарајући алдехид и кетон. Једначина конкретне реакције је следећа:
Висока температура потребна у реакцији је око 150 степени, што је реакција у једном кораку. Кетална реакција се може окарактерисати инфрацрвеном спектроскопијом, нуклеарном магнетном резонанцом и другим средствима.
Други корак: реакција катализована амонијачном водом:
Након мешања генерисаних алдехида и кетона са амонијачном водом, врше се дестилација и каталитичке реакције. У овом процесу, амонијачна вода не само да обезбеђује гас амонијака, већ делује и као катализатор за промоцију реакције додавања атома кисеоника и гаса амонијака. Гас амонијак се користи као редукциони агенс за редукцију алдехида и кетона у 3-анхидрид хидроксиацетолачне киселине (-ацетолачна киселина). 3-Хидроксипируват и амонијак поново пролазе кроз механизам сличан Стрекеровој реакцији да генеришу 3-хидрокситирамин. Једначина конкретне реакције је следећа:
Треба напоменути да услове као што су температура и време реакције треба строго контролисати током реакције како би се избегло разлагање производа или појава других нежељених реакција.
Да сумирамо, Хофманова метода синтезе амонијака је једна од најранијих метода за припрему 3-хидрокситирамина. Иако је његов рад релативно једноставан, његов принос је низак и захтева високу температуру и висок притисак, што не може да испуни захтеве индустријске производње. Тренутно су развијене многе ефикасније и еколошки прихватљивије методе синтезе, али Хофманова метода синтезе амонијака и даље има одређену истраживачку вредност и историјски значај.
2. Волф-Кишнерова метода редукције:
Волф-Кишнерова метода редукције је класична метода редукције кетона, која се користила за припрему 3-хидрокситирамина. Обично се 4-хидроксиацетофенон прво припрема са ресорцинолом, затим се редукује у одговарајући алкохол са водоник амонијачном водом или натријум изопропоксидом и дехидрира у алкалним условима да би се добио 3-хидрокситирамин. Ова метода користи благе услове, али захтева употребу јаке базе, а операцији треба обратити пажњу.
Увод у Волфф-Кисхнерову методу редукције:
3-Хидрокситирамин је биолошки активан молекул који широко постоји у нервном систему и учествује у различитим физиолошким процесима, као што су кретање, учење и понашање. Због тога је важно припремити 3-хидрокситирамин. Волфф-Кисхнер редукција је метода за редукцију алдехида или кетона у одговарајућа алкил или арил једињења. Реакциони принцип методе је: прво помешати кетон или алдехид са вишком амонијачне воде и натријум хидроксида да би се формирало одговарајуће једињење оксима. Затим се добијено оксимско једињење помеша са натријум хидроксидом и етилен гликолом и загрева на високој температури да би се изазвало деоксигенација да би се добило одговарајуће алкил или арил једињење.
2. Специфични кораци Волф-Кишнерове редукцијске методе
Корак 1: Синтеза циљног једињења 3,4-дихидроксифенетиламина
(1) Припремите реакциону смешу: Помешајте 0.45 г 3,4-дихидроксифенилацетона, 1,32 г натријум хидроксида и 10 мЛ воденог раствора амонијака и мешајте 30 минута.
(2) Реакција загревања: загрејати реакциону смешу на 80 степени и реаговати 4-6 сати док се боја потпуно не изгуби. Током процеса реакције потребно је обратити пажњу на мешање и контролу температуре како би се обезбедио несметан ток реакције.
(3) Филтрирајте производ: Након реакције, охладите на собну температуру, исперите 3 пута етанолом, а затим екстрахујте 3 пута раствором етанола/етра. Екстрахована органска фаза је два пута испрана раствором натријум хлорида, а затим осушена анхидрованим натријум хлоридом.
(4) Сушење производа: добијени анхидровани натријум хлорид је екстрахован етанолом, производ је поново растворен и филтриран, а затим осушен у вакуум сушари да би се добио циљни производ 3,4-дихидроксифениламин.
Други корак: Волф-Кишнерова редукција
(1) Припремите реакциону смешу: Растворити 0.2 г 3,4-дихидроксифениламина у 10 мЛ изопропанола осушеног алуминијумом и мешати док се потпуно не раствори. Затим додајте вишак амонијачне воде (8 мЛ) и натријум хидроксида (2 г), затим додајте етилен гликол (2 мЛ) и добро промешајте.
(2) Реакција загревања: реакциона смеша је загрејана на 150 степени и реаговала је 6 сати док се реакција потпуно не заврши. Током процеса реакције треба обратити пажњу на контролу температуре и времена како би се обезбедио несметан ток реакције. Након што је реакција завршена, реакциона смеша се може охладити у купатилу са ледом и водом.
(3) Изоловање производа: реакциона смеша је филтрирана, а филтрат је осушен коришћењем анхидрованог натријум хлорида. Затим подесите пХ тако да буде близу неутралног и коначно добијете анхидровани производ екстракцијом.
(4) Сушење производа: сушење производа у вакуум сушари да би се добио чист 3-хидрокситирамин.
Предности и недостаци Волфф-Кисхнер методе редукције:
предност:
(1) Реакција је једноставна и згодна и лака за руковање.
(2) Реакционе сировине је лако добити и цена је релативно ниска.
(3) Добра селективност, добар ефекат редукције на једињења као што су алдехиди и кетони.
(4) Не стварају се непотребни нуспроизводи, а реакциони систем је релативно једноставан.
недостатак:
(1) Реакција треба да користи окружење високе температуре и високог притиска, што ће вероватно изазвати безбедносне проблеме.
(2) Није применљиво на једињења која садрже функционалне групе које нису карбонилне.
(3) Реакциони услови су релативно тешки и различити фактори као што су време реакције, температура и пХ треба да се контролишу како би се обезбедио несметан ток реакције.
Све у свему, Волфф-Кисхнерова метода редукције је уобичајена метода редукције са широким спектром примјена. У припреми 3-хидрокситирамина, овај метод може ефикасно да редукује његово прекурсорско једињење на циљни производ и представља веома практичан синтетички метод.