Čisti dopamin（https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html）, kemijsko ime je 3-Hydroxytyramine. Njegova molekulska formula je C8H11NO2, njegova relativna molekulska masa pa 153,18 g/mol. Je pomemben nevrotransmiter, ki prenaša signale med nevroni in uravnava aktivnost v možganih in centralnem živčnem sistemu. Poleg tega je 3-hidroksitiramin vključen tudi v številne druge fiziološke procese, kot so nadzor srčno-žilnega sistema, odziv prebavnega sistema, imunski sistem in delovanje mrežnice itd. Dopamin v prahu proizvajamo v našem laboratoriju, čisti dopamin pa je naprodaj pri istočasno.
1. Metoda encimske drevesne sinteze:
Trenutno je relativno pogosta sinteza 3-hidroksitiramina z metodo encimske drevesne sinteze, ki ima prednosti varstva okolja, visoke natančnosti in visokega izkoristka. Metoda je uporaba tirozinaze za izvedbo reakcije cepljenja na fenilpropionsko kislino in nato redukcija surovega tirozina, dodanega v procesu cepljenja, v 3-hidroksitiramin s katalizo reduktaze. Ponovna uporaba encimov močno izboljša donos in poveča gospodarske koristi.
Encimska dendritična sinteza je encimsko katalizirana sintezna metoda na osnovi reakcije, ki omogoča zelo učinkovite kemične transformacije v blagih pogojih. Ta metoda zaporedno pretvarja substrate v produkte z encimsko kataliziranimi reakcijami, kar ima prednosti varstva okolja in visoke učinkovitosti. V procesu priprave 3-hidroksitiramina je mogoče metodo uporabiti za izvedbo visoko učinkovite sinteze z nižjimi stroški.
Koraki metode encimske drevesne sinteze so naslednji:
(1) Pripravite substrat: L-tirozin in tirozinazo lahko izberete kot substrat.
(2) Zmešajte substrat s tirozinazo. Tirozinaza je od bakrovih ionov odvisen encim, ki lahko katalizira pretvorbo L-tirozina v DOPA, ki je predhodna spojina 3-hidroksitiramina. Formula reakcije, ki jo katalizira tirpsinaza, je naslednja:
(3) Nadaljujte z dodajanjem L-askorbinske kisline. L-askorbinska kislina je donor elektronov, ki lahko pomaga zmanjšati substrat tirozinaze in s tem spodbuja proizvodnjo DOPA. Reakcija tukaj je naslednja:
(4) Dodajte reducirani NADH in L-tirozin. NADH lahko uporabimo kot darovalca elektronov za pomoč pri reakciji, dodali pa mu bomo tudi L-tirozin. Reakcija tukaj je naslednja:
(5) Mešanico segrejte. Reakcijsko raztopino smo segreli na 37 stopinj, da pospešimo reakcijo. Med reakcijskim postopkom je treba paziti na nadzor temperature in čas.
(6) Priprava čistega produkta. Po reakciji produkt identificiramo in očistimo z ultravijolično spektrofotometrijo in tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti, da dobimo 3-hidroksitiramin visoke čistosti.
Kot sintetična metoda, ki temelji na encimsko kataliziranih reakcijah, ima encimska dendritična sinteza naslednje prednosti in slabosti:
prednost:
(1) Uporaba naravnih encimov kot katalizatorjev ne zahteva uporabe organskih topil v reakcijskem procesu, kar zmanjšuje nastajanje odpadkov in zagotavlja dobro varstvo okolja.
(2) Reakcijski pogoji so blagi, ne zahtevajo visokega tlaka in visoke temperature okolja in so prijazni do okolja.
(3) Za sintezo različnih kemičnih snovi je mogoče uporabiti širok izbor substratov in katalizatorjev.
pomanjkljivost:
(1) Nekateri encimi imajo nizko katalitično učinkovitost in jih je treba izboljšati, da bi dosegli višje reakcijske izkoristke.
(2) Reakcijski čas je običajno dolg in traja dolgo, da dobimo ciljni produkt.
(3) Nekateri encimi so lahko inhibirani ali inaktivirani, kar vpliva na reakcijo.
2. Abderhaldenova metoda sinteze amoniaka:
Abderhaldenova metoda sinteze amoniaka je nova metoda sinteze 3-hidroksitiramina, za katero je značilna sinteza 3-hidroksitiramina z reakcijo redukcije kovinskih amino skupin v odsotnosti topila in katalizatorja. Ta metoda je še v fazi raziskovanja, vendar ima značilnosti preprostosti, visokega izkoristka in enostavnega delovanja, zato naj bi v prihodnosti postala ena glavnih sintetičnih metod.
Abderhaldenova metoda sinteze amoniaka je metoda za sintezo 3-hidroksitiramina z večstopenjskimi reakcijami z uporabo piperonala in formaldehida kot surovin. Ključ te metode je pretvorba Piperonala v 3,4-dimetoksifeniletilamin (DMPEA), čemur sledi amoniakacija, da dobimo 3-hidroksitiramin. Prednosti te reakcije so v tem, da so surovine lahko dostopne, da je operacija enostavna in da je izkoristek visok, hkrati pa ima tudi nekaj slabosti, kot so dolg reakcijski čas in zapletene sintetične poti.
Abderhaldenova metoda sinteze amoniaka za sintezo 3-hidroksitiramina je v glavnem razdeljena na naslednje korake:
(1) Z uporabo Piperonala kot surovine je bila izvedena večstopenjska reakcija za sintezo DMPEA
Piperonal je najprej podvržen reakciji Schiffove baze z etilendiaminom, da nastane intermediat, nato pa je podvržen reakcijam redukcije in dekarboksilacije, da dobimo DMPEA.
(2) Pretvorite dobljeni DMPEA v 3,4-dimetoksifeniletanol (DMPE) z oksidacijsko reakcijo.
DMPEA je podvržen oksidacijski reakciji v prisotnosti NaOH, da nastane DMPE.
(3) Z uporabo DMPE kot surovine izvedite kondenzacijsko reakcijo s formaldehidom v prisotnosti natrijevega hidroksida.
DMPE, dobljen v zgornji reakciji, kondenziramo s formaldehidom, da dobimo 3,4-dimetoksifenil-2-metil-2-propenal (DMPA).
(4) 3,4-dimetoksifenil-2-metil-2-propanol (DMP) je bil pridobljen z reakcijo redukcije DMPA.
Reakcija redukcije DMPA zahteva uporabo vodika in platinskega ogljika kot katalizatorja in se izvaja v pogojih segrevanja. Dol
(5) Z uporabo DMP kot surovine je bil 3-hidroksitiramin sintetiziran z reakcijo amonijaka.
V prisotnosti NH3 je DMP podvržen reakcijam redukcije karboksimetila in epoksidacije, da dobimo 3-hidroksitiramin.
Abderhaldenova metoda sinteze amoniaka ima naslednje prednosti in slabosti:
prednost:
(1) Surovine je enostavno pridobiti, delovanje je preprosto in donos visok.
(2) Intermediat DMPEA se lahko uporablja pri sintezi drugih spojin in ima določeno uporabno vrednost.
(3) Reakciji amonijaka ni treba uporabiti preveč reaktantov, kar je okolju prijazno.
pomanjkljivost:
(1) Reakcijski čas je relativno dolg, običajno nekaj dni ali celo tednov.
(2) Sintetična pot je razmeroma zapletena in zahteva večstopenjske reakcije.
(3) Nekateri koraki zahtevajo uporabo strupenih reagentov in katalizatorjev, operativne zahteve pa so relativno visoke.
3. Metoda sinteze Baeyer-Drewson:
Baeyer-Drewsonova sinteza je znana tudi kot piperinska sinteza 3-hidroksitiramina. Pri tej metodi najprej izvedemo Schiffovo bazno reakcijo z resorcinolom in amoniakovo vodo, da dobimo trihidroindolin, nato pa uporabimo dehidracijsko sredstvo, anhidrid maleinske kisline, da povzročimo laktamsko reakcijo, da nastane indoletriketon. Končno se 3-hidroksitiramin pridobi s koraki, kot so diazotiranje, nitriranje in redukcija hidrogeniranja. Metoda je zapletena za uporabo, vendar ima visok izkoristek in ima določeno raziskovalno vrednost.
Metoda sinteze Baeyer-Drewson je v glavnem razdeljena na naslednje korake:
(1) Z uporabo -feniletilamina kot surovine izvedite reakcijo oksidacije, da dobite 3,4-dihidroksifeniletilamin (DHPA).
-feniletilamin reagira z vodikovim peroksidom pod katalizo kalijevega perklorata ali kalijevega karbonata, da nastane DHPA. To oksidacijsko reakcijo je treba izvesti pri sobni temperaturi, reakcijski čas pa je relativno kratek.
(2) Z uporabo DHPA kot surovine acetalizira z aldehidi, da dobimo 3,4-dihidroksi- -metilfenetilamin.
DHPA je lahko podvržen reakciji acetalizacije s formaldehidom ali drugimi aldehidi, da dobimo 3,4-dihidroksi- -metilfenetilamin.
To acetalno reakcijo je treba izvesti v nevtralnih ali alkalnih pogojih, običajno z uporabo natrijevega hidroksida ali kalijevega hidroksida kot katalizatorja in potekati pri segrevanju.
(3) Z uporabo 3,4-dihidroksi- -metilfenetilamina kot surovine je podvržen reakciji aminacije s sečnino ali amini, da dobimo 3-hidroksitiramin.
3,4-dihidroksi- -metilfenetilamin lahko aminiramo s sečnino ali drugimi amini, da proizvedemo 3-hidroksitiramin.
To reakcijo aminacije je treba izvesti pod bazičnimi pogoji, običajno z uporabo natrijevega hidroksida ali drugih bazičnih reagentov kot katalizatorja, in jo izvesti pod pogoji segrevanja.
Baeyer-Drewsonova sinteza mora izpolnjevati naslednje pogoje:
(1) Čistost in kakovost surovin morata izpolnjevati določene zahteve za zagotovitev stabilnosti reakcije in dobrih lastnosti izdelka.
(2) Vsako stopnjo je treba izvesti v skladu z določenim postopkom, časom in temperaturo, da zagotovimo učinkovitost reakcije in izkoristek produkta.
(3) Pri reakciji je treba uporabiti nekatere strupene katalizatorje in topila, delovanje mora biti zelo previdno, prav tako je potrebno ustrezno odstranjevanje odpadkov.
Reakcijski mehanizem Baeyer-Drewsonove sintezne metode je razmeroma preprost in vključuje predvsem korake, kot so oksidacija, acetalizacija in aminacija. V tem reakcijskem mehanizmu je -feniletilamin najprej podvržen reakciji oksidacije, da dobimo DHPA. Nato je DHPA podvržen reakciji acetalizacije z aldehidi, da dobimo 3,4-dihidroksi- -metilfenetilamin. 3,4-dihidroksi- -metilfenetilamin aminiramo s sečnino ali amini, da dobimo 3-hidroksitiramin.
Baeyer-Drewsonova sinteza ima naslednje prednosti in slabosti:
prednost:
(1) Surovine so takoj na voljo, delovanje je preprosto, reakcijski čas je kratek, izkoristek pa visok.
(2) Več intermediatov je mogoče uporabiti pri sintezi drugih spojin in imajo določeno uporabno vrednost.
(3) Topila in katalizatorji, prisotni v reakciji, imajo manjši vpliv na okolje.
pomanjkljivost:
(1) Acetalna reakcija zahteva uporabo določenih aldehidnih reagentov, kar ni varno za delovanje.
(2) Nekateri koraki zahtevajo uporabo strupenih katalizatorjev in topil, kar zahteva visoke operativne zahteve.
(3) Med postopkom priprave lahko nastanejo nekateri stranski proizvodi.
v zaključku:
Metoda sinteze Baeyer-Drewson je metoda sinteze 3-hidroksitiramina iz -feniletilamina z reakcijami oksidacije, acetalizacije in aminacije. Ta metoda ima določene prednosti in slabosti, zato jo je treba izbrati glede na specifično situacijo v praksi.
Če povzamemo, trenutno lahko izbirate med številnimi sintetičnimi metodami za 3-hidroksitiramin, kot so encimska dendritična sinteza, Abderhaldenova sinteza amonijaka in Baeyer-Drewsonova sinteza itd. Različne sintetične metode se razlikujejo glede izkoristka, pogojev postopka , in enostavnost delovanja, najprimernejšo metodo pa je treba izbrati glede na dejansko stanje.