Diacetona-D-manitol CAS 1707-77-3Fórmula estrutural: C12H22O6 é um pó cristalino branco, ponto de fusão é 120-122 graus (lit.), rotação óptica específica é 6º (c=5, clorofórmio), ponto de ebulição é 382,0±32,0 graus (previsto), densidade é 1,175±0,06g/cm3 (previsto), solubilidade (metanol 100mg/mL), coeficiente de acidez (pKa) é 12,98±0,20 (previsto). É um composto representativo de compostos poli-hidroxi, que é uma nova classe de agente seletivo quiral com preparação simples e baixo preço, podendo ser usado para separar uma variedade de medicamentos quirais na NACE com bom efeito de separação. É utilizado como intermediário na área farmacêutica devido à sua estrutura química única.
Como um novo agente seletivo quiral, a bisacetona-D-manitol desempenha um papel importante na separação e reconhecimento quiral. Seu centro quiral pode formar complexos estáveis com as substâncias a serem separadas, realizando assim uma separação quiral eficiente. Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, seus campos de aplicação serão mais extensos.
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C.F |
C12H22O6 |
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E.M |
262 |
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M.W |
262 |
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m/z |
262 (100.0%), 263 (13.0%), 264 (1.2%) |
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E.A |
C, 54.95; H, 8.45; O, 36.60 |
Diacetona-D-manitol (também conhecida como D-manitol dicetona) é sintetizada de várias maneiras, e a seguir estão alguns dos principais métodos de síntese e suas características:
Síntese catalisada por cloreto de zinco fundido:
O éster insaturado 20 d-manitol é adicionado a uma solução agitada de acetona seca com cloreto de zinco fundido.
A agitação continuou até que o d-manitol estivesse completamente dissolvido (cerca de 22 horas).
A mistura reaccional foi vertida numa solução aquosa de carbonato de potássio, agitada e arrefecida.
O precipitado foi removido por filtração e lavado cuidadosamente com diclorometano (DCM).
O filtrado aquoso foi evaporado para remover a acetona e extraído por DCM.
As lavagens e extratos orgânicos foram lavados com água fria, secos com sulfato de magnésio, evaporados até um resíduo sólido e recristalizados para gerar bisacetona-D-manitol.
Sintetizado usando catalisador de sal de piridina:
A reação de D-manitol e 2,2-dimetoxipropano em solvente dioxano foi realizada na presença de catalisador de sal de piridina.
Essa rota sintética tem a vantagem de alta seletividade para o produto, pode efetivamente evitar e reduzir a geração de sub-produtos, melhora a taxa de conversão de matérias-primas e tem o efeito de alto rendimento e pureza do produto.
Outros métodos sintéticos:
Também estão incluídos métodos que utilizam um solvente misto de acetona ou álcoois inferiores de acetona, um absorvente de sulfato de magnésio e bissulfato de potássio como catalisador.
Existem também métodos que utilizam ácido p-toluenossulfônico ou cloreto estanoso como catalisador em solventes DMSO ou DMF, mas esses métodos sofrem do problema de forte acidez, que tende a transformar o produto em subprodutos-de monoacetonídeo e reduzir a qualidade do produto.
Diacetona-D-manitol é uma substância em pó cristalino branco com propriedades físicas e químicas específicas. Seu ponto de fusão é 120-122 graus C, rotação óptica específica é 6 º (c=5, Clorofórmio), ponto de ebulição é 382,0 ± 32,0 graus C, densidade é 1,175 ± 0,06g/cm3 e índice de refração é 6,5 graus (C=8, CHCl3). Além disso, a diacetona-D-manitol possui alta solubilidade em metanol, com coeficiente de acidez (pKa) de 12,98 ± 0,20. Essas propriedades fornecem a base para sua aplicação no campo da medicina.
Aplicação no campo da medicina
1. Separação e análise de medicamentos quirais
Como composto representativo de compostos poli-hidroxi, uma aplicação importante no campo farmacêutico é como seletor quiral. A eficácia e o metabolismo dos medicamentos quirais em organismos vivos estão frequentemente intimamente relacionados à sua estrutura tri-dimensional, portanto, a separação e a análise dos medicamentos quirais são elos importantes no desenvolvimento de medicamentos e nos processos de produção. Devido ao fato de seus dois enantiômeros frequentemente exibirem propriedades farmacológicas, farmacocinéticas e toxicológicas diferentes, ele pode ser usado em eletroforese capilar não{3}}aquosa (NACE) para separar vários medicamentos quirais com boa eficiência de separação. Essa característica faz com que ele tenha amplas perspectivas de aplicação na área de separação e análise quiral de medicamentos.
2. Excipientes e aditivos farmacêuticos
Embora suas principais aplicações na área farmacêutica sejam como seletores quirais e intermediários de síntese de medicamentos, seu potencial como excipientes e aditivos farmacêuticos não pode ser ignorado. Devido às suas propriedades físicas e químicas únicas, pode ser utilizado como estabilizante, espessante, dispersante, etc. de medicamentos, melhorando sua estabilidade e biodisponibilidade. Além disso, devido ao seu sabor doce, também pode ser usado como adoçante para medicamentos sem açúcar ou com baixo teor de açúcar, para atender às necessidades de medicamentos de populações especiais (como pacientes com diabetes).
3. Desenvolvimento de novos medicamentos
Com o aprofundamento das pesquisas sobre o assunto, descobriu-se que ele também tem um grande potencial no desenvolvimento de novos medicamentos. Por exemplo, os Petrosióis A-E podem participar na síntese de compostos com potencial para tratar a doença de Alzheimer e a síndrome de Parkinson. Além disso, também pode ser usado para sintetizar (-) compostos ortodifenos A-C com boa atividade anti-tumoral, que exibem atividade inibitória significativa contra células cancerígenas, como HL-60 e Jurkat. Esses estudos indicam amplas perspectivas de aplicação no campo do desenvolvimento de novos medicamentos.
Casos de aplicação específicos na área da medicina
1. Medicamentos para diabetes
O diabetes é uma doença metabólica crônica e seu tratamento requer medicação-de longo prazo. Como intermediário na síntese de medicamentos, pode participar da síntese de compostos com efeitos hipoglicemiantes. Por exemplo, ao inibir a decomposição do glicogénio hepático no fígado e promover a utilização de glicose nos tecidos periféricos, a própria substância ou os seus derivados podem reduzir o nível de glicose no corpo, melhorando assim o estado de açúcar no sangue dos pacientes com diabetes. Além disso, por ser de baixo teor calórico, não é fácil de causar oscilações de açúcar no sangue e outras características, também pode ser utilizado como ingrediente alimentar auxiliar para pacientes com diabetes para atender às suas necessidades de doces, evitando flutuações de açúcar no sangue.
3. Medicamentos antivirais
Doenças virais como a AIDS e a gripe representam uma grande ameaça à saúde humana. Pode participar na síntese de compostos com atividade antiviral. Por exemplo, enxofre-contendo nitrogênio tetracíclico fundido-contendo derivados de açúcar são sintetizados a partir deles ou de seus derivados, que têm fortes efeitos inibitórios sobre o vírus HIV. Através de mais pesquisas e otimização, espera-se que estes compostos se tornem uma nova geração de medicamentos antivirais, proporcionando mais opções para o tratamento de doenças virais.
4. Medicamentos para tratamento de distúrbios neurológicos
Doenças neurológicas como a doença de Alzheimer e a síndrome de Parkinson afetam seriamente a qualidade de vida dos pacientes. Pode participar da síntese de compostos com potencial para tratar doenças neurológicas. Por exemplo, Petrosióis A-E é sintetizado a partir dele ou de seus derivados, e esses compostos têm certos efeitos terapêuticos em doenças neurológicas, como a doença de Alzheimer e a síndrome de Parkinson. Através de mais pesquisas e otimização, espera-se que esses compostos se tornem uma nova geração de medicamentos terapêuticos para doenças neurológicas, trazendo melhores efeitos terapêuticos aos pacientes.
Compostos poli-hidroxi quirais são compostos poli-hidroxi que contêm dois ou mais grupos hidroxila em sua estrutura molecular (como ácido D/L-tartárico, ésteres de tartarato da série D/L-, ácido D-glucônico, D/L-sorbose, D-manitol, ácido lactose, etc.). Diacetona-D-manitol é um composto representativo deste tipo de composto poli-hidroxi, que é um novo seletor quiral com preparação simples e baixo custo. Ele pode ser usado na NACE para separar vários medicamentos quirais com bons efeitos de separação, mas sua pesquisa de aplicação na separação e análise de amostras reais ainda é limitada.
Principalmente devido ao fato de que os dois enantiômeros de diacetona-D-manitol frequentemente exibem propriedades farmacológicas, farmacocinéticas e toxicológicas diferentes, de modo geral, o enantiômero (R) - desempenha um papel importante na prática clínica, enquanto o enantiômero (S) - é ineficaz, tem baixa atividade ou até mesmo tóxico.
Portanto, para melhorar a eficácia de medicamentos quirais, como a diacetona-D-manitol, reduzir os efeitos colaterais tóxicos, estabelecer um método simples e eficiente para separar e detectar medicamentos quirais e conduzir pesquisas com enantiômeros únicos para compreender sua atividade fisiológica e efeitos farmacológicos, é de grande importância obter medicamentos seguros, racionais e eficazes. Para alcançar o uso seguro e racional dos medicamentos quirais, garantir a qualidade estável e uniforme dos medicamentos e atender aos requisitos dos medicamentos, é necessário realizar o controle de qualidade dos medicamentos, e a determinação do conteúdo de enantiômeros é um dos importantes indicadores de controle.
Diacetona-D-manitol é um importante composto orgânico com amplo valor de aplicação nas indústrias farmacêutica, alimentícia e química. Como um derivado do D-manitol, sua estrutura química única confere-lhe propriedades e funções especiais. A descoberta do D-manitol remonta à pesquisa de química vegetal no início do século XIX.
Em 1806, o químico francês Louis Nicolas Vauquelin isolou pela primeira vez esta substância doce da melada (maná, um exsudado do Fraxinus ornus). Este produto natural foi denominado "manita" devido à sua origem, e posteriormente renomeado como "manitol" (manitol). O químico alemão Joseph Louis Gay Lussac estudou esta substância em 1811 e determinou suas propriedades fundamentais.
Posteriormente, em 1826, outro químico francês Henri Braconnot isolou com sucesso o manitol de cogumelos, algas e outras plantas, confirmando a sua presença generalizada na natureza. Com o desenvolvimento da teoria da estrutura química orgânica, os cientistas começaram a explorar a estrutura molecular do manitol na segunda metade do século XIX.
O químico alemão Justus von Liebig sintetizou acetona pela primeira vez em 1832 e estudou suas propriedades. Com o desenvolvimento da química orgânica, a acetona não é usada apenas como solvente, mas também se torna gradualmente um importante reagente e intermediário sintético.
Em 1870, o químico alemão Emil Fischer começou a estudar sistematicamente a estrutura das substâncias carboidratos, o que lhe rendeu o Prêmio Nobel de Química em 1902. Fischer determinou, por meio de uma série de reações químicas inteligentes, que o manitol é um álcool de açúcar de seis carbonos com a fórmula molecular C ₆ H ₁₄ O ₆, e elucidou sua estrutura estereoquímica.
No início do século 20, com o avanço da química sintética orgânica, os químicos desenvolveram vários métodos para sintetizar o manitol. O mais importante é o processo de preparação do manitol a partir de D-glicose ou D-frutose por meio de redução por hidrogenação. Esses métodos sintéticos lançaram as bases para a pesquisa subsequente sobre derivados de manitol.
A acetona, como solvente e reagente orgânico simples e importante, foi amplamente estudada e aplicada em meados do século XIX.
Diacetona-D-manitol é um composto versátil com potencial significativo em produtos farmacêuticos, cromatografia e síntese orgânica. Suas propriedades físico-químicas únicas, juntamente com pesquisas contínuas em química verde e nanotecnologia, posicionam-no como um material crítico para futuras aplicações industriais. À medida que aumenta a procura por compostos quirais e processos sustentáveis, a DADM está preparada para desempenhar um papel fundamental no avanço da produção de produtos químicos e no desenvolvimento de medicamentos.
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