Порошок дофаміну(посилання на продукт:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/dopamine-powder-cas-51-61-6.html), також відомий як 3-Hydroxytyramine (посилання на продукт:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/3-hydroxytyramine-cas-51-61-6.html ), є важливим нейромедіатором у широкому масштабі. Він існує в організмі людини та відіграє надзвичайно важливу роль у контролі руху тіла та регуляції емоцій. Він передає сигнали між нейронами та регулює діяльність у мозку та центральній нервовій системі. Крім того, чистий допамін (посилання на продукт:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html) також бере участь у багатьох інших фізіологічних процесах такі як контроль серцево-судинної системи, реакції травної системи, імунної системи та функції сітківки ока тощо. Розуміння його реакційних властивостей має велике значення для поглибленого розуміння механізму його дії in vivo та розробки відповідних ліків. Дослідження синтезу 3-гідрокситираміну мають довгу історію, і різні методи синтезу 3-гідрокситираміну будуть розглянуті нижче.
1. Метод синтезу аміаку Гофмана:
Найпершим методом синтезу 3-гідрокситираміну був метод синтезу аміаку Гофмана. Специфічний метод полягає в нагріванні резорцину та гідроксиду калію приблизно до 150 градусів для отримання відповідних альдегідів і кетонів, а потім дистиляції з аміачною водою для отримання 3-гідрокситираміну. Незважаючи на те, що метод простий у приготуванні, вихід є низьким і вимагає високої температури та тиску, тому його поступово замінюють іншими більш ефективними методами.
Метод синтезу аміаку Гофмана в основному поділяється на такі етапи:
(1) Резорцин і гідроксид калію реагують з утворенням альдегідів і кетонів:
Спочатку резорцин і гідроксид калію нагрівають приблизно до 150 градусів у водному розчині для проведення кетальної реакції. Рівняння конкретної реакції виглядає наступним чином:
Альдегіди та кетони, що утворюються в реакції, можна охарактеризувати інфрачервоною спектроскопією, ядерним магнітним резонансом та іншими способами.
(2) Дистиляція та каталітична реакція з використанням аміачної води:
Помістіть утворені альдегіди, кетони та аміачну воду в реакційний котел для дистиляції та каталітичної реакції. Під час реакції аміачна вода відіграє каталітичну роль, а також є джерелом газоподібного аміаку. Рівняння конкретної реакції виглядає наступним чином:
У реакції аміак діє як відновник, відновлюючи його до 3-ангідриду гідроксиацетону за допомогою реакції приєднання з альдегідами та кетонами. 3-Гідроксипіровиноградний ангідрид реагує з аміаком, утворюючи 3-гідрокситирамін за допомогою механізму, подібного до реакції Стрекера.
(3) Очищення:
Після отримання суміші її можна очистити екстракцією, кристалізацією та іншими методами, щоб отримати чистий 3-гідрокситирамін.
Механізм реакції методу синтезу аміаку Гофмана в основному поділяється на два етапи:
Перший крок: утворення альдегідів і кетонів:
Резорцин спочатку вступає в реакцію кеталу з гідроксидом калію з утворенням відповідного альдегіду та кетону. Рівняння конкретної реакції виглядає наступним чином:
Висока температура, необхідна для реакції, становить близько 150 градусів, що є одноетапною реакцією. Кетальну реакцію можна охарактеризувати інфрачервоною спектроскопією, ядерним магнітним резонансом та іншими способами.
Другий етап: реакція, що каталізується аміачною водою:
Після змішування утворених альдегідів і кетонів з аміачною водою проводять дистиляцію і каталітичні реакції. У цьому процесі аміачна вода не тільки забезпечує газоподібний аміак, але й діє як каталізатор, що сприяє реакції приєднання атомів кисню та газоподібного аміаку. Газоподібний аміак використовується як відновник для відновлення альдегідів і кетонів до 3-ангідриду гідроксиацетомолочної кислоти (-ацетомолочної кислоти). 3-Гідроксипіруват і аміак знову зазнають механізму, подібного до реакції Штрекера, з утворенням 3-гідрокситираміну. Рівняння конкретної реакції виглядає наступним чином:
Слід зазначити, що такі умови, як температура та час реакції, слід суворо контролювати під час реакції, щоб уникнути розкладання продукту або виникнення інших побічних реакцій.
Підводячи підсумок, можна сказати, що метод синтезу аміаку Гофмана є одним із найперших методів отримання 3-гідрокситираміну. Незважаючи на те, що його експлуатація відносно проста, його вихід низький і вимагає високої температури та високого тиску, що не відповідає вимогам промислового виробництва. В даний час розроблено багато більш ефективних і екологічно чистих методів синтезу, але метод синтезу аміаку Гофмана все ще має певну дослідницьку цінність та історичне значення.
2. Метод редукції Вольфа-Кішнера:
Метод відновлення Вольфа-Кішнера є класичним методом відновлення кетонів, який використовувався для отримання 3-гідрокситираміну. Зазвичай 4-гідроксіацетофенон спочатку готують резорцином, потім відновлюють до відповідного спирту аміачно-водневою водою або ізопропоксидом натрію та дегідратують у лужних умовах для отримання 3-гідрокситираміну. Цей метод використовує м’які умови, але вимагає використання міцної основи, і слід звернути увагу на операцію.
Вступ до методу редукції Вольфа-Кішнера:
3-Гідрокситирамін – це біологічно активна молекула, яка широко поширена в нервовій системі та бере участь у різних фізіологічних процесах, таких як рух, навчання та поведінка. Тому важливо приготувати 3-гідрокситирамін. Відновлення Вольфа-Кішнера — це метод відновлення альдегідів або кетонів до відповідних алкільних або арильних сполук. Принцип реакції методу такий: спочатку змішують кетон або альдегід з надлишком аміачної води та гідроксиду натрію з утворенням відповідної сполуки оксиму. Потім отриману оксимну сполуку змішують з гідроксидом натрію та етиленгліколем і нагрівають при високій температурі, щоб викликати дезоксигенацію з утворенням відповідної алкільної або арильної сполуки.
2. Особливості методу редукції Вольфа-Кішнера
Етап 1: Синтез цільової сполуки 3, 4-дигідроксифенетиламіну
(1) Приготуйте реакційну суміш: змішайте 0.45 г 3,4-дигідроксифенілацетону, 1,32 г гідроксиду натрію та 10 мл водного аміаку та перемішуйте протягом 30 хвилин.
(2) Реакція нагрівання: нагрійте реакційну суміш до 80 градусів і реагуйте протягом 4-6 годин до повної втрати кольору. Під час процесу реакції необхідно звернути увагу на перемішування та контроль температури, щоб забезпечити плавний хід реакції.
(3) Відфільтрувати продукт: після реакції охолодити до кімнатної температури, промити 3 рази етанолом, а потім 3 рази екстрагувати розчином етанол/ефір. Екстраговану органічну фазу двічі промивали розчином хлориду натрію, а потім сушили безводним хлоридом натрію.
(4) Висушування продукту: отриманий безводний хлорид натрію екстрагували етанолом, продукт повторно розчиняли та фільтрували, а потім сушили у вакуумній сушарці з отриманням цільового продукту 3,4-дигідроксифеніламіну.
Крок другий: Редукція Вольфа-Кішнера
(1) Приготуйте реакційну суміш: розчиніть 0.2 г 3,4-дигідроксифеніламіну в 10 мл висушеного оксиду алюмінію ізопропанолу та перемішуйте до повного розчинення. Потім додайте надлишок аміачної води (8 мл) і гідроксид натрію (2 г), потім додайте етиленгліколь (2 мл) і добре перемішайте.
(2) Реакція нагрівання: реакційну суміш нагрівали до 150 градусів і реагували протягом 6 годин до повного завершення реакції. Під час процесу реакції слід приділяти увагу контролю температури та часу, щоб забезпечити плавний хід реакції. Після завершення реакції реакційну суміш можна охолодити за допомогою бані з крижаною водою.
(3) Виділення продукту: реакційну суміш фільтрували, і фільтрат сушили, використовуючи безводний хлорид натрію. Потім відрегулюйте pH, щоб зробити його близьким до нейтрального, і, нарешті, отримайте безводний продукт шляхом екстракції.
(4) Висушування продукту: висушування продукту у вакуумній сушарці для отримання чистого 3-гідрокситираміну.
Переваги та недоліки методу редукції Вольфа-Кішнера:
перевага:
(1) Реакція є простою та зручною та легкою в експлуатації.
(2) Реакційну сировину легко отримати, а вартість є відносно низькою.
(3) Хороша селективність, хороший відновлювальний вплив на такі сполуки, як альдегіди та кетони.
(4) Не утворюються непотрібні побічні продукти, а реакційна система є відносно простою.
недолік:
(1) Реакція потребує використання середовища з високою температурою та високим тиском, що може спричинити проблеми з безпекою.
(2) Не застосовується до сполук, що містять функціональні групи, відмінні від карбонілу.
(3) Умови реакції відносно суворі, і для забезпечення плавного перебігу реакції необхідно контролювати різні фактори, такі як час реакції, температура та pH.
Загалом, метод редукції Вольфа-Кішнера є широко використовуваним методом редукції з широким спектром застосувань. Під час отримання 3-гідрокситираміну цей метод може ефективно відновити його сполуку-попередник до цільового продукту, і це дуже практичний синтетичний метод.