Dopamina em pó(link do produto:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/dopamine-powder-cas-51-61-6.html), também conhecida como 3-Hidroxitiramina (link do produto:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/3-hidroxitiramina-cas-51-61-6.html ), é um neurotransmissor importante amplamente existente no corpo humano e desempenha um papel extremamente importante no controle do movimento do corpo e na regulação das emoções. Ele transmite sinais entre os neurônios e regula a atividade do cérebro e do sistema nervoso central. Além disso, a dopamina pura (link do produto: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html) também está envolvida em muitos outros processos fisiológicos como controle do sistema cardiovascular, respostas do sistema digestivo, sistema imunológico e função da retina, etc. Compreender suas propriedades de reação é de grande importância para a compreensão aprofundada de seu mecanismo de ação in vivo e o desenvolvimento de medicamentos relacionados. A pesquisa sobre a síntese de 3-hidroxitiramina tem uma longa história, e vários métodos de síntese de 3-hidroxitiramina serão revisados abaixo.
1. Método de síntese de amônia Hoffmann:
O método de síntese mais antigo de 3-hidroxitiramina foi o método de síntese de amônia Hoffmann. O método específico é aquecer o resorcinol e o hidróxido de potássio a cerca de 150 graus para gerar aldeídos e cetonas correspondentes e, em seguida, destilar com água de amônia para obter 3- hidroxitiramina. Embora o método seja simples de preparar, o rendimento é baixo e são necessárias altas temperaturas e pressões, por isso é gradualmente substituído por outros métodos mais eficientes.
O método de síntese de amônia Hoffmann é dividido principalmente nas seguintes etapas:
(1) O resorcinol e o hidróxido de potássio reagem para formar aldeídos e cetonas:
Primeiro, o resorcinol e o hidróxido de potássio são aquecidos a cerca de 150 graus em uma solução aquosa para realizar uma reação cetal. A equação de reação concreta é a seguinte:
Os aldeídos e cetonas gerados na reação podem ser caracterizados por espectroscopia infravermelha, ressonância magnética nuclear e outros meios.
(2) Destilação e reação catalítica usando água com amônia:
Coloque os aldeídos, cetonas e água com amônia gerados na chaleira de reação para destilação e reação catalítica. Durante a reação, a água amoniacal desempenha um papel catalítico e também é uma fonte de gás amônia. A equação de reação concreta é a seguinte:
Na reação, a amônia atua como agente redutor para reduzi-la a 3-anidrido de hidroxiacetona por meio de reação de adição com aldeídos e cetonas. 3-O anidrido hidroxipirúvico reage com a amônia para gerar 3-Hidroxitiramina por meio de um mecanismo semelhante à reação de Strecker.
(3) Purificação:
Depois que a mistura é obtida, ela pode ser purificada por extração, cristalização e outros métodos e, finalmente, a 3-hidroxitiramina pura pode ser obtida.
O mecanismo de reação do método de síntese de amônia Hoffmann é dividido principalmente em duas etapas:
A primeira etapa: geração de aldeídos e cetonas:
O resorcinol primeiro sofre reação cetal com hidróxido de potássio para gerar o aldeído e a cetona correspondentes. A equação de reação concreta é a seguinte:
A alta temperatura necessária na reação é de cerca de 150 graus, que é uma reação de etapa única. A reação cetal pode ser caracterizada por espectroscopia infravermelha, ressonância magnética nuclear e outros meios.
A segunda etapa: a reação catalisada pela água com amônia:
Após misturar os aldeídos e cetonas gerados com água amoniacal, são realizadas destilação e reações catalíticas. Neste processo, a água com amônia não apenas fornece gás amônia, mas também atua como um catalisador para promover a reação de adição de átomos de oxigênio e gás amônia. O gás amônia é usado como agente redutor para reduzir aldeídos e cetonas a 3-anidrido de ácido hidroxiacetolático (-ácido acetolático). 3-O hidroxipiruvato e a amônia passam novamente por um mecanismo semelhante à reação de Strecker para gerar 3-hidroxitiramina. A equação de reação concreta é a seguinte:
Deve-se observar que condições como temperatura e tempo de reação devem ser rigorosamente controladas durante a reação para evitar a decomposição do produto ou a ocorrência de outras reações adversas.
Resumindo, o método de síntese de amônia Hoffmann é um dos primeiros métodos para a preparação de 3-hidroxitiramina. Embora sua operação seja relativamente simples, seu rendimento é baixo e requer altas temperaturas e altas pressões, o que não atende às exigências da produção industrial. Atualmente, muitos métodos de síntese mais eficientes e ecologicamente corretos foram desenvolvidos, mas o método de síntese de amônia Hoffmann ainda tem certo valor de pesquisa e significado histórico.
2. Método de redução de Wolff-Kishner:
O método de redução Wolff-Kishner é um método clássico de redução de cetonas, que tem sido utilizado para a preparação de 3-hidroxitiramina. Normalmente, a 4-hidroxiacetofenona é primeiro preparada com resorcinol, depois reduzida ao álcool correspondente com água hidrogenada e amônia ou isopropóxido de sódio e desidratada sob condições alcalinas para gerar 3-hidroxitiramina. Este método utiliza condições amenas, mas requer o uso de uma base forte, e deve-se prestar atenção à operação.
Introdução ao método de redução Wolff-Kishner:
3-A hidroxitiramina é uma molécula biologicamente ativa que existe amplamente no sistema nervoso e participa de vários processos fisiológicos, como movimento, aprendizagem e comportamento. Portanto, é importante preparar 3-Hidroxitiramina. A redução de Wolff-Kishner é um método para a redução de aldeídos ou cetonas aos compostos alquil ou arila correspondentes. O princípio de reação do método é: primeiro misture cetona ou aldeído com excesso de água amoniacal e hidróxido de sódio para formar o composto oxima correspondente. Em seguida, o composto de oxima obtido é misturado com hidróxido de sódio e etilenoglicol e aquecido a alta temperatura para causar a desoxigenação para gerar o composto alquil ou aril correspondente.
2. Etapas específicas do método de redução Wolff-Kishner
Etapa 1: Síntese do composto alvo 3,4-dihidroxifenetilamina
(1) Prepare a mistura de reação: Misture 00,45 g de 3,4-dihidroxifenilacetona, 1,32 g de hidróxido de sódio e 10 mL de amônia aquosa e agite por 30 minutos.
(2) Reação de aquecimento: aqueça a mistura de reação a 80 graus e reaja por 4-6 horas até que a cor seja completamente perdida. Durante o processo de reação, é necessário prestar atenção à agitação e ao controle da temperatura para garantir o bom andamento da reação.
(3) Filtrar o produto: Após a reação, esfriar até a temperatura ambiente, lavar 3 vezes com etanol e depois extrair 3 vezes com solução de etanol/éter. A fase orgânica extraída foi lavada duas vezes com solução de cloreto de sódio e depois seca com cloreto de sódio anidro.
(4) Secagem do produto: o cloreto de sódio anidro obtido foi extraído com etanol, o produto foi redissolvido e filtrado e depois seco em secador a vácuo para obter o produto alvo 3,4-dihidroxifenilamina.
Etapa dois: redução de Wolff-Kishner
(1) Prepare a mistura de reação: Dissolva 00,2 g de 3,4-dihidroxifenilamina em 10 mL de isopropanol seco com alumina e mexa até dissolver completamente. Em seguida, adicione o excesso de água amoniacal (8 mL) e hidróxido de sódio (2 g), em seguida adicione etilenoglicol (2 mL) e mexa bem.
(2) Reação de aquecimento: a mistura de reação foi aquecida a 150 graus e reagiu por 6 horas até que a reação estivesse completamente completa. Durante o processo de reação, deve-se prestar atenção ao controle da temperatura e do tempo para garantir o bom andamento da reação. Após a reacção estar completa, a mistura reaccional pode ser arrefecida com um banho de água gelada.
(3) Isolamento do produto: a mistura reaccional foi filtrada e o filtrado foi seco utilizando cloreto de sódio anidro. Em seguida, ajuste o pH para torná-lo próximo do neutro e, finalmente, obtenha o produto anidro por extração.
(4) Secagem do produto: secagem do produto em secador a vácuo para obtenção de 3-Hidroxitiramina pura.
Vantagens e desvantagens do método de redução Wolff-Kishner:
vantagem:
(1) A reação é simples e conveniente e fácil de operar.
(2) As matérias-primas da reação são fáceis de obter e o custo é relativamente baixo.
(3) Boa seletividade, bom efeito de redução em compostos como aldeídos e cetonas.
(4) Não são gerados subprodutos desnecessários e o sistema de reação é relativamente simples.
deficiência:
(1) A reação precisa usar um ambiente de alta temperatura e alta pressão, o que provavelmente causará problemas de segurança.
(2) Não aplicável a compostos contendo grupos funcionais diferentes da carbonila.
(3) As condições de reação são relativamente adversas e vários fatores, como tempo de reação, temperatura e pH, precisam ser controlados para garantir o progresso suave da reação.
No geral, o método de redução Wolff-Kishner é um método de redução comumente usado com uma ampla gama de aplicações. Na preparação de 3-hidroxitiramina, este método pode efetivamente reduzir seu composto precursor ao produto alvo e é um método sintético muito prático.