Допамин на прах(връзка към продукта:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/dopamine-powder-cas-51-61-6.html), известен също като 3-хидрокситирамин (връзка към продукта:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/3-хидрокситирамин-cas-51-61-6.html ), е важен невротрансмитер в широк кръг. Съществува в човешкото тяло и играе изключително важна роля в контрола на движението на тялото и регулирането на емоциите. Той предава сигнали между невроните и регулира дейността в мозъка и централната нервна система. Освен това чистият допамин (връзка към продукта:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html) също участва в много други физиологични процеси като контрол на сърдечно-съдовата система, реакции на храносмилателната система, имунна система и функция на ретината и т.н. Разбирането на неговите реакционни свойства е от голямо значение за задълбочено разбиране на неговия механизъм на действие in vivo и разработването на свързани лекарства. Изследванията върху синтеза на 3-хидрокситирамин имат дълга история и различните методи за синтез на 3-хидрокситирамин ще бъдат разгледани по-долу.
1. Метод за синтез на амоняк на Хофман:
Най-ранният метод за синтез на 3-хидрокситирамин е методът за синтез на амоняк на Хофман. Специфичният метод е да се загреят резорцинол и калиев хидроксид до около 150 градуса, за да се генерират съответните алдехиди и кетони, и след това да се дестилира с амонячна вода, за да се получи 3-хидрокситирамин. Въпреки че методът е лесен за приготвяне, добивът е нисък и са необходими висока температура и налягане, така че постепенно се заменя с други по-ефективни методи.
Методът за синтез на амоняк на Хофман се разделя главно на следните стъпки:
(1) Резорцинолът и калиевият хидроксид реагират, за да образуват алдехиди и кетони:
Първо, резорцинолът и калиевият хидроксид се нагряват до около 150 градуса във воден разтвор, за да се извърши кетална реакция. Уравнението на конкретната реакция е както следва:
Генерираните в реакцията алдехиди и кетони могат да бъдат характеризирани чрез инфрачервена спектроскопия, ядрено-магнитен резонанс и други средства.
(2) Дестилация и каталитична реакция с използване на амонячна вода:
Поставете генерираните алдехиди, кетони и амонячна вода в реакционния котел за дестилация и каталитична реакция. По време на реакцията амонячната вода играе каталитична роля и също е източник на амонячен газ. Уравнението на конкретната реакция е както следва:
В реакцията амонякът действа като редуциращ агент, за да го редуцира до 3-хидроксиацетон анхидрид чрез присъединителна реакция с алдехиди и кетони. 3-Хидроксипирувин анхидридът реагира с амоняка, за да генерира 3-хидрокситирамин чрез механизъм, подобен на реакцията на Strecker.
(3) Пречистване:
След като сместа се получи, тя може да бъде пречистена чрез екстракция, кристализация и други методи и накрая може да се получи чист 3-хидрокситирамин.
Реакционният механизъм на метода за синтез на амоняк на Хофман се разделя основно на два етапа:
Първата стъпка: генериране на алдехид и кетон:
Резорцинолът първо претърпява кетална реакция с калиев хидроксид, за да генерира съответния алдехид и кетон. Уравнението на конкретната реакция е както следва:
Високата температура, необходима за реакцията, е около 150 градуса, което е едноетапна реакция. Кеталната реакция може да се характеризира чрез инфрачервена спектроскопия, ядрено-магнитен резонанс и други средства.
Втората стъпка: реакцията, катализирана от амонячна вода:
След смесване на генерираните алдехиди и кетони с амонячна вода се извършват дестилация и каталитични реакции. В този процес амонячната вода не само осигурява газ амоняк, но също така действа като катализатор за насърчаване на реакцията на добавяне на кислородни атоми и газ амоняк. Газообразният амоняк се използва като редуциращ агент за редуциране на алдехиди и кетони до 3-анхидрид на хидроксиацетомлечна киселина (-ацетомлечна киселина). 3-Хидроксипируватът и амонякът отново преминават през механизъм, подобен на реакцията на Strecker, за да генерират 3-хидрокситирамин. Уравнението на конкретната реакция е както следва:
Трябва да се отбележи, че условия като реакционна температура и време трябва да бъдат строго контролирани по време на реакцията, за да се избегне разлагането на продукта или появата на други нежелани реакции.
За да обобщим, методът за синтез на амоняк на Хофман е един от най-ранните методи за получаване на 3-хидрокситирамин. Въпреки че работата му е сравнително проста, добивът му е нисък и изисква висока температура и високо налягане, което не може да отговори на изискванията на промишленото производство. Понастоящем са разработени много по-ефективни и екологично чисти методи за синтез, но методът за синтез на амоняк на Хофман все още има определена изследователска стойност и историческо значение.
2. Метод на редукция на Волф-Кишнер:
Методът на редукция на Волф-Кишнер е класически метод на редукция на кетони, който се използва за получаването на 3-хидрокситирамин. Обикновено 4-хидроксиацетофенонът първо се приготвя с резорцинол, след това се редуцира до съответния алкохол с водородно-амонячна вода или натриев изопропоксид и се дехидратира при алкални условия, за да се получи 3-хидрокситирамин. Този метод използва меки условия, но изисква използването на здрава основа и трябва да се обърне внимание на операцията.
Въведение в редукционния метод на Волф-Кишнер:
3-Хидрокситираминът е биологично активна молекула, която съществува широко в нервната система и участва в различни физиологични процеси, като движение, учене и поведение. Следователно е важно да се приготви 3-хидрокситирамин. Редукцията на Волф-Кишнер е метод за редукция на алдехиди или кетони до съответните алкилови или арилни съединения. Реакционният принцип на метода е: първо се смесва кетон или алдехид с излишък от амонячна вода и натриев хидроксид, за да се образува съответното оксимно съединение. След това полученото оксимно съединение се смесва с натриев хидроксид и етиленгликол и се нагрява при висока температура, за да се предизвика деоксигениране, за да се генерира съответното алкилово или арилово съединение.
2. Специфични стъпки на редукционния метод на Волф-Кишнер
Етап 1: Синтез на целевото съединение 3, 4-дихидроксифенетиламина
(1) Пригответе реакционната смес: Смесете 0.45 g 3,4-дихидроксифенилацетон, 1,32 g натриев хидроксид и 10 mL воден разтвор на амоняк и разбъркайте в продължение на 30 минути.
(2) Реакция на нагряване: загрейте реакционната смес до 80 градуса и реагирайте в продължение на 4-6 часа, докато цветът изчезне напълно. По време на реакционния процес е необходимо да се обърне внимание на разбъркването и контрола на температурата, за да се осигури гладкото протичане на реакцията.
(3) Филтриране на продукта: След реакцията се охлажда до стайна температура, промива се 3 пъти с етанол и след това се екстрахира 3 пъти с разтвор на етанол/етер. Екстрахираната органична фаза се промива два пъти с разтвор на натриев хлорид и след това се изсушава с безводен натриев хлорид.
(4) Изсушаване на продукта: полученият безводен натриев хлорид се екстрахира с етанол, продуктът се разтваря отново и се филтрува и след това се суши във вакуумна сушилня за получаване на целевия продукт 3,4-дихидроксифениламин.
Стъпка втора: редукция на Волф-Кишнер
(1) Пригответе реакционната смес: Разтворете 0.2 g 3,4-дихидроксифениламин в 10 mL изсушен с двуалуминиев оксид изопропанол и разбъркайте до пълното му разтваряне. След това добавете излишък от амонячна вода (8 mL) и натриев хидроксид (2 g), след това добавете етилен гликол (2 mL) и разбъркайте добре.
(2) Реакция на нагряване: реакционната смес се нагрява до 150 градуса и реагира в продължение на 6 часа, докато реакцията завърши напълно. По време на реакционния процес трябва да се обърне внимание на контрола на температурата и времето, за да се гарантира гладкото протичане на реакцията. След завършване на реакцията, реакционната смес може да се охлади с баня лед-вода.
(3) Изолиране на продукта: реакционната смес се филтрува и филтратът се изсушава с безводен натриев хлорид. След това регулирайте рН, за да стане близо до неутрално, и накрая да получите безводен продукт чрез екстракция.
(4) Изсушаване на продукта: изсушаване на продукта във вакуумна сушилня за получаване на чист 3-хидрокситирамин.
Предимства и недостатъци на редукционния метод на Волф-Кишнер:
предимство:
(1) Реакцията е проста и удобна и лесна за работа.
(2) Реакционните суровини са лесни за получаване и цената е относително ниска.
(3) Добра селективност, добър редуциращ ефект върху съединения като алдехиди и кетони.
(4) Не се генерират ненужни странични продукти и реакционната система е относително проста.
недостатък:
(1) Реакцията трябва да използва среда с висока температура и високо налягане, което е вероятно да причини проблеми с безопасността.
(2) Не е приложимо за съединения, съдържащи функционални групи, различни от карбонил.
(3) Условията на реакцията са сравнително тежки и различни фактори като време на реакция, температура и рН трябва да се контролират, за да се гарантира гладкото протичане на реакцията.
Като цяло, редукционният метод на Волф-Кишнер е често използван редукционен метод с широк спектър от приложения. При получаването на 3-хидрокситирамин този метод може ефективно да редуцира неговото прекурсорно съединение до целевия продукт и е много практичен синтетичен метод.