Чистий дофамін（https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html）, хімічна назва 3-гідрокситирамін. Його молекулярна формула C8H11NO2, а його відносна молекулярна маса становить 153,18 г/моль. Є важливим нейромедіатором, який передає сигнали між нейронами та регулює діяльність у мозку та центральній нервовій системі. Крім того, 3-гідрокситирамін також бере участь у багатьох інших фізіологічних процесах, таких як контроль серцево-судинної системи, реакція травної системи, імунна система та функція сітківки ока тощо. Порошок дофаміну виробляється в нашій лабораторії, а чистий дофамін продається в той самий час.
1. Ферментативний метод синтезу дерева:
Наразі відносно поширеним є синтез 3-гідрокситираміну методом ферментативного деревного синтезу, який має такі переваги, як захист навколишнього середовища, висока точність і високий вихід. Метод полягає у використанні тирозинази для проведення реакції щеплення до фенілпропіонової кислоти, а потім відновлення вихідного тирозину, доданого в процесі щеплення, до 3-гідрокситираміну за допомогою редуктазного каталізу. Повторне використання ферментів значно підвищує врожайність і максимізує економічні вигоди.
Ферментативний дендритний синтез — це метод синтезу, який каталізується ферментами й ґрунтується на реакції, яка забезпечує високоефективні хімічні перетворення в м’яких умовах. Цей метод послідовно перетворює субстрати на продукти за допомогою реакцій, які каталізуються ферментами, що має переваги захисту навколишнього середовища та високої ефективності. У процесі отримання 3-гідрокситираміну цей метод можна використовувати для реалізації високоефективного синтезу за менших витрат.
Етапи методу синтезу ферментативного дерева такі:
(1) Підготуйте субстрат: L-тирозин і тирозиназу можна вибрати як субстрат.
(2) Змішайте субстрат з тирозиназою. Тирозиназа – це фермент, залежний від іонів міді, який може каталізувати перетворення L-тирозину в DOPA, який є попередником 3-гідрокситираміну. Формула реакції, що каталізується тирпсиназою, така:
(3) Продовжуйте додавати L-аскорбінову кислоту. L-аскорбінова кислота є донором електронів, який може допомогти зменшити субстрат тирозинази, тим самим сприяючи виробленню DOPA. Реакція тут така:
(4) Додати відновлений NADH і L-тирозин. NADH може бути використаний як донор електронів для сприяння реакції, а також до нього буде додано L-тирозин. Реакція тут така:
(5) Нагрійте суміш. Реакційний розчин нагрівали до 37 градусів для сприяння реакції. Під час процесу реакції слід приділяти увагу контролю температури та часу.
(6) Приготування чистого продукту. Після реакції продукт ідентифікують і очищають за допомогою ультрафіолетової спектрофотометрії та високоефективної рідинної хроматографії для отримання 3-гідрокситираміну високої чистоти.
Ферментативний дендритний синтез як синтетичний метод, заснований на реакціях, що каталізуються ферментами, має такі переваги та недоліки:
перевага:
(1) Використання природних ферментів як каталізаторів не потребує використання органічних розчинників у процесі реакції, що зменшує утворення відходів і добре захищає навколишнє середовище.
(2) Умови реакції є м’якими, не вимагають високого тиску та високої температури навколишнього середовища та є дружніми до навколишнього середовища.
(3) Широкий вибір субстратів і каталізаторів можна застосовувати для синтезу різних хімічних речовин.
недолік:
(1) Деякі ферменти мають низьку каталітичну ефективність і потребують вдосконалення для отримання вищих виходів реакції.
(2) Час реакції зазвичай тривалий, і для отримання цільового продукту потрібно багато часу.
(3) Деякі ферменти можуть бути інгібовані або інактивовані, що впливає на реакцію.
2. Метод синтезу аміаку за Абдерхальденом:
Метод синтезу аміаку Абдерхальдена — це новий метод синтезу 3-гідрокситираміну, який характеризується синтезом 3-гідрокситираміну шляхом реакції відновлення аміногруп металу за відсутності розчинника та каталізатора. Цей метод все ще знаходиться на стадії дослідження, але він має характеристики простоти, високої продуктивності та легкої роботи, і очікується, що він стане одним із основних синтетичних методів у майбутньому.
Метод синтезу аміаку Абдерхальдена – це метод синтезу 3-гідрокситираміну за допомогою багатоступінчастих реакцій із використанням піпероналу та формальдегіду як сировини. Ключем до цього методу є перетворення піпероналу на 3,4-диметоксифенілетиламін (ДМПЕА) з подальшим аміаціюванням для отримання 3-гідрокситираміну. Переваги цієї реакції полягають у тому, що сировина є легкодоступною, операція проста і вихід високий, але водночас є деякі недоліки, такі як тривалий час реакції та складні шляхи синтезу.
Метод синтезу аміаку Абдерхальдена для синтезу 3-гідрокситираміну в основному поділяється на такі етапи:
(1) Використовуючи Piperonal як сировину, була проведена багатоступенева реакція для синтезу DMPEA
Піперонал спочатку піддається основній реакції Шиффа з етилендіаміном для утворення проміжного продукту, а потім піддається реакціям відновлення та декарбоксилювання для отримання ДМФЕА.
(2) Перетворіть отриманий DMPEA на 3,4-диметоксифенілетанол (DMPE) за допомогою реакції окислення.
DMPEA вступає в реакцію окислення в присутності NaOH з утворенням DMPE.
(3) Використовуючи DMPE як вихідний матеріал, проведіть реакцію конденсації з формальдегідом у присутності гідроксиду натрію.
ДМПЕ, отриманий у наведеній вище реакції, конденсують із формальдегідом для отримання 3,4-диметоксифеніл-2-метил-2-пропеналю (ДМПА).
(4) 3,4-диметоксифеніл-2-метил-2-пропанол (DMP) було отримано за допомогою реакції відновлення DMPA.
Реакція відновлення ДМПА вимагає використання водню і платинового вуглецю як каталізатора і здійснюється в умовах нагрівання. вниз
(5) Використовуючи DMP як сировину, 3-гідрокситирамін був синтезований реакцією амоніювання.
У присутності NH3 DMP вступає в реакції відновлення карбоксиметилу та епоксидування з отриманням 3-гідрокситираміну.
Метод синтезу аміаку за Абдерхальденом має наступні переваги та недоліки:
перевага:
(1) Сировину легко отримати, операція проста, а врожайність висока.
(2) Проміжний DMPEA може використовуватися в синтезі інших сполук і має певну прикладну цінність.
(3) Для реакції амоніювання не потрібно використовувати занадто багато реагентів, що є безпечним для навколишнього середовища.
недолік:
(1) Час реакції відносно тривалий, зазвичай кілька днів або навіть тижнів.
(2) Синтетичний шлях є відносно складним і вимагає багатоетапних реакцій.
(3) Деякі етапи вимагають використання токсичних реагентів і каталізаторів, а робочі вимоги є відносно високими.
3. Метод синтезу Баєра-Дрюсона:
Синтез Байєра-Дрюсона також відомий як піпериновий синтез 3-гідрокситираміну. У цьому методі спочатку проводять базову реакцію Шиффа з резорцином і аміачною водою для отримання тригідроіндоліну, а потім використовують дегідратуючий агент, малеїновий ангідрид, щоб викликати лактамну реакцію з утворенням індолетрикетону. Нарешті, 3-гідрокситирамін отримують за допомогою таких етапів, як діазотування, нітрування та відновлення гідруванням. Метод складний в експлуатації, але має високу продуктивність і має певну дослідницьку цінність.
Метод синтезу Бейєра-Дрюсона в основному поділяється на такі етапи:
(1) Використовуючи -фенілетиламін як сировину, проведіть реакцію окислення, щоб отримати 3,4-дигідроксифенілетиламін (DHPA).
-фенілетиламін реагує з перекисом водню під дією каталізу перхлорату калію або карбонату калію з утворенням DHPA. Цю реакцію окислення необхідно проводити при кімнатній температурі, а час реакції відносно короткий.
(2) Використовуючи DHPA як сировину, ацеталізує альдегідами для отримання 3,4-дигідрокси- -метилфенетиламіну.
DHPA може вступати в реакцію ацеталізації з формальдегідом або іншими альдегідами для отримання 3,4-дигідрокси- -метилфенетиламіну.
Цю реакцію з ацеталем необхідно проводити в нейтральних або лужних умовах, зазвичай використовуючи гідроксид натрію або гідроксид калію як каталізатор і протікаючи при нагріванні.
(3) Використання 3,4-дигідрокси- -метилфенетиламіну як сировини, піддається реакції амінування сечовиною або амінами для отримання 3-гідрокситираміну.
3,4-дигідрокси- -метилфенетиламін можна амінувати сечовиною або іншими амінами для отримання 3-гідрокситираміну.
Цю реакцію амінування необхідно проводити в основних умовах, зазвичай використовуючи гідроксид натрію або інші основні реагенти як каталізатор, і проводити в умовах нагрівання.
Синтез Бейєра-Дрюсона повинен відповідати таким умовам:
(1) Чистота та якість сировини повинні відповідати певним вимогам для забезпечення стабільності реакції та хороших властивостей продукту.
(2) Кожну стадію потрібно проводити відповідно до певної процедури, часу та температури, щоб забезпечити ефективність реакції та вихід продукту.
(3) У реакції потрібно використовувати деякі токсичні каталізатори та розчинники, операція має бути дуже обережною, а також необхідна належна утилізація відходів.
Механізм реакції методу синтезу Байєра-Дрюсона є відносно простим і в основному включає такі етапи, як окислення, ацеталізація та амінування. У цьому механізмі реакції -фенілетиламін спочатку проходить реакцію окислення з отриманням DHPA. Згодом DHPA вступає в реакцію ацеталізації з альдегідами для отримання 3,4-дигідрокси- -метилфенетиламіну. 3,4-дигідрокси- -метилфенетиламін амінують сечовиною або амінами для отримання 3-гідрокситираміну.
Синтез Беєра-Дрюсона має такі переваги та недоліки:
перевага:
(1) Сировина легкодоступна, операція проста, час реакції короткий, а вихід високий.
(2) Кілька проміжних продуктів можуть бути використані в синтезі інших сполук і мають певну прикладну цінність.
(3) Розчинники та каталізатори, присутні в реакції, мають менший вплив на навколишнє середовище.
недолік:
(1) Ацетальна реакція вимагає використання певних альдегідних реагентів, що є небезпечним для роботи.
(2) Деякі етапи вимагають використання токсичних каталізаторів і розчинників, що вимагає високих робочих вимог.
(3) У процесі приготування можуть утворюватися деякі побічні продукти.
на закінчення:
Метод синтезу Баєра-Дрюсона – це метод синтезу 3-гідрокситираміну з -фенілетиламіну шляхом реакцій окислення, ацеталізації та амінування. Цей метод має певні переваги та недоліки, і його потрібно вибирати відповідно до конкретної ситуації практичного застосування.
Підводячи підсумок, наразі існує багато методів синтезу 3-гідрокситираміну на вибір, як-от ферментативний дендритний синтез, синтез аміаку за Абдерхальденом і синтез Байєра-Дрюсона тощо. Різні методи синтезу мають відмінності щодо виходу, умов процесу , і простота експлуатації, а найбільш підходящий метод слід вибирати відповідно до фактичної ситуації.