Čistý dopamín（https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html）, chemický názov je 3-Hydroxytyramín. Jeho molekulový vzorec je C8H11NO2 a jeho relatívna molekulová hmotnosť je 153,18 g/mol. Je dôležitým neurotransmiterom, ktorý prenáša signály medzi neurónmi a reguluje aktivitu v mozgu a centrálnom nervovom systéme. Okrem toho sa 3-Hydroxytyramín podieľa aj na mnohých ďalších fyziologických procesoch, ako je kontrola kardiovaskulárneho systému, reakcia tráviaceho systému, imunitný systém a funkcia sietnice atď. Dopamínový prášok sa vyrába v našom laboratóriu a čistý dopamín sa predáva na rovnaký čas.
1. Metóda syntézy enzymatického stromu:
V súčasnosti je pomerne bežná syntéza 3-hydroxytyramínu metódou enzymatickej stromovej syntézy, ktorá má výhody ochrany životného prostredia, vysokej presnosti a vysokého výťažku. Metóda spočíva v použití tyrozinázy na uskutočnenie reakcie očkovania na kyselinu fenylpropiónovú a následnej redukcii surového tyrozínu pridaného v procese vrúbľovania na 3-hydroxytyramín prostredníctvom katalýzy reduktázy. Opätovné použitie enzýmov výrazne zlepšuje výťažok a maximalizuje ekonomické výhody.
Enzymatická dendritická syntéza je enzýmovo katalyzovaná metóda syntézy založená na reakcii, ktorá umožňuje vysoko účinné chemické transformácie za miernych podmienok. Táto metóda postupne premieňa substráty na produkty prostredníctvom enzýmovo katalyzovaných reakcií, čo má výhody ochrany životného prostredia a vysokej účinnosti. V procese prípravy 3-hydroxytyramínu možno túto metódu použiť na realizáciu vysoko účinnej syntézy pri nižších nákladoch.
Kroky metódy syntézy enzymatického stromu sú nasledovné:
(1) Pripravte substrát: Ako substrát je možné zvoliť L-tyrozín a tyrozinázu.
(2) Zmiešajte substrát s tyrozinázou. Tyrozináza je enzým závislý na iónoch medi, ktorý môže katalyzovať premenu L-tyrozínu na DOPA, čo je prekurzorová zlúčenina 3-hydroxytyramínu. Reakčný vzorec katalyzovaný tyrpsinázou je nasledujúci:
(3) Pokračujte v pridávaní kyseliny L-askorbovej. Kyselina L-askorbová je donor elektrónov, ktorý môže pomôcť redukovať substrát tyrozinázy, čím podporuje produkciu DOPA. Reakcia je tu nasledovná:
(4) Pridajte redukovaný NADH a L-tyrozín. NADH sa môže použiť ako donor elektrónov, ktorý pomôže reakcii, a pridá sa k nemu aj L-tyrozín. Reakcia je tu nasledovná:
(5) Zahrejte zmes. Reakčný roztok sa zahrial na 37 stupňov, aby sa podporila reakcia. Počas reakčného procesu je potrebné venovať pozornosť kontrole teploty a načasovaniu.
(6) Príprava čistého produktu. Po reakcii sa produkt identifikuje a čistí pomocou ultrafialovej spektrofotometrie a vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie, čím sa získa vysoko čistý 3-hydroxytyramín.
Ako syntetická metóda založená na enzýmovo katalyzovaných reakciách má enzymatická dendritická syntéza nasledujúce výhody a nevýhody:
výhoda:
(1) Používanie prírodných enzýmov ako katalyzátorov si nevyžaduje použitie organických rozpúšťadiel v reakčnom procese, čo znižuje tvorbu odpadu a má dobrú ochranu životného prostredia.
(2) Reakčné podmienky sú mierne, nevyžadujú prostredie s vysokým tlakom a vysokou teplotou a sú priateľské k životnému prostrediu.
(3) Na syntézu rôznych chemických látok možno použiť široký výber substrátov a katalyzátorov.
nedostatok:
(1) Niektoré enzýmy majú nízku katalytickú účinnosť a je potrebné ich zlepšiť, aby sa dosiahli vyššie reakčné výťažky.
(2) Reakčný čas je zvyčajne dlhý a získanie cieľového produktu trvá dlho.
(3) Niektoré enzýmy môžu byť inhibované alebo inaktivované, čo ovplyvňuje reakciu.
2. Abderhaldenova metóda syntézy amoniaku:
Abderhaldenova metóda syntézy amoniaku je nová metóda syntézy 3-hydroxytyramínu, ktorá sa vyznačuje syntézou 3-hydroxytyramínu redukčnou reakciou aminoskupín kovu v neprítomnosti rozpúšťadla a katalyzátora. Táto metóda je stále v štádiu výskumu, ale vyznačuje sa jednoduchosťou, vysokým výťažkom a jednoduchou obsluhou a očakáva sa, že sa v budúcnosti stane jednou z hlavných syntetických metód.
Abderhaldenova metóda syntézy amoniaku je metóda na syntézu 3-hydroxytyramínu prostredníctvom viacstupňových reakcií s použitím Piperonalu a formaldehydu ako surovín. Kľúčom k tejto metóde je konverzia Piperonalu na 3,4-dimetoxyfenyletylamín (DMPEA), po ktorej nasleduje amoniak, čím sa získa 3-hydroxytyramín. Výhody tejto reakcie spočívajú v tom, že suroviny sú ľahko dostupné, prevádzka je jednoduchá a výťažok je vysoký, ale súčasne existujú aj niektoré nevýhody, ako je dlhý reakčný čas a komplikované syntetické cesty.
Abderhaldenova metóda syntézy amoniaku pri syntéze 3-hydroxytyramínu je rozdelená najmä do nasledujúcich krokov:
(1) S použitím Piperonalu ako suroviny sa uskutočnila viacstupňová reakcia na syntézu DMPEA
Piperonal sa najprv podrobí Schiffovej reakcii s etyléndiamínom za vzniku medziproduktu a potom sa podrobí redukčným a dekarboxylačným reakciám, čím sa získa DMPEA.
(2) Premeňte získaný DMPEA na 3,4-dimetoxyfenyletanol (DMPE) prostredníctvom oxidačnej reakcie.
DMPEA podstupuje oxidačnú reakciu v prítomnosti NaOH za vzniku DMPE.
(3) S použitím DMPE ako suroviny vykonajte kondenzačnú reakciu s formaldehydom v prítomnosti hydroxidu sodného.
DMPE získaný vo vyššie uvedenej reakcii sa kondenzuje s formaldehydom, čím sa získa 3,4-dimetoxyfenyl-2-metyl-2-propenal (DMPA).
(4) 3,4-dimetoxyfenyl-2-metyl-2-propanol (DMP) sa získal redukčnou reakciou DMPA.
Redukčná reakcia DMPA vyžaduje použitie vodíka a platiny ako katalyzátora a uskutočňuje sa za podmienok zahrievania. Dole
(5) S použitím DMP ako suroviny sa 3-hydroxytyramín syntetizoval reakciou amoniaku.
V prítomnosti NH3 sa DMP podrobuje karboxymetylovej redukcii a epoxidačným reakciám, aby sa získal 3-hydroxytyramín.
Abderhaldenova metóda syntézy amoniaku má nasledujúce výhody a nevýhody:
výhoda:
(1) Suroviny sa dajú ľahko získať, prevádzka je jednoduchá a výťažok je vysoký.
(2) Medziprodukt DMPEA sa môže použiť pri syntéze iných zlúčenín a má určitú aplikačnú hodnotu.
(3) Pri reakcii amoniaku nie je potrebné používať príliš veľa reaktantov, čo je šetrné k životnému prostrediu.
nedostatok:
(1) Reakčný čas je relatívne dlhý, zvyčajne niekoľko dní alebo dokonca týždňov.
(2) Syntetická cesta je relatívne zložitá a vyžaduje viacstupňové reakcie.
(3) Niektoré kroky vyžadujú použitie toxických činidiel a katalyzátorov a prevádzkové požiadavky sú relatívne vysoké.
3. Metóda Baeyer-Drewsonovej syntézy:
Baeyer-Drewsonova syntéza je tiež známa ako piperínová syntéza 3-hydroxytyramínu. Pri tomto spôsobe sa najprv uskutoční reakcia Schiffovej bázy s rezorcinolom a čpavkovou vodou, čím sa získa trihydroindolín, a potom sa použije dehydratačné činidlo, anhydrid kyseliny maleínovej, na vyvolanie laktámovej reakcie za vzniku indoletriketónu. Nakoniec sa 3-hydroxytyramín získa krokmi, ako je diazotizácia, nitrácia a hydrogenačná redukcia. Metóda je komplikovaná v prevádzke, ale má vysoký výnos a má určitú výskumnú hodnotu.
Metóda syntézy Baeyer-Drewson je rozdelená hlavne do nasledujúcich krokov:
(1) S použitím -fenyletylamínu ako suroviny vykonajte oxidačnú reakciu, aby ste získali 3,4-dihydroxyfenyletylamín (DHPA).
-fenyletylamín reaguje s peroxidom vodíka za katalýzy chloristanu draselného alebo uhličitanu draselného za vzniku DHPA. Táto oxidačná reakcia sa musí uskutočniť pri teplote miestnosti a reakčný čas je relatívne krátky.
(2) Použitím DHPA ako suroviny sa acetalizuje s aldehydmi, čím sa získa 3,4-dihydroxy- -metylfenetylamín.
DHPA môže podstúpiť acetalizačnú reakciu s formaldehydom alebo inými aldehydmi, čím sa získa 3,4-dihydroxy- -metylfenetylamín.
Táto acetálová reakcia sa musí uskutočňovať za neutrálnych alebo alkalických podmienok, zvyčajne s použitím hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného ako katalyzátora a prebieha za zahrievania.
(3) Pri použití 3,4-dihydroxy- -metylfenetylamínu ako suroviny sa aminačná reakcia s močovinou alebo amínmi získa 3-hydroxytyramín.
3,4-dihydroxy- -metylfenetylamín možno aminovať močovinou alebo inými amínmi za vzniku 3-hydroxytyramínu.
Táto aminačná reakcia sa musí uskutočňovať v zásaditých podmienkach, zvyčajne s použitím hydroxidu sodného alebo iných zásaditých činidiel ako katalyzátora, a musí sa vykonávať za podmienok zahrievania.
Baeyer-Drewsonova syntéza musí spĺňať nasledujúce podmienky:
(1) Čistota a kvalita surovín musí spĺňať určité požiadavky na zabezpečenie stability reakcie a dobrých vlastností produktu.
(2) Každý krok je potrebné vykonať podľa určitého postupu, času a teploty, aby sa zabezpečila účinnosť reakcie a výťažok produktu.
(3) Pri reakcii je potrebné použiť niektoré toxické katalyzátory a rozpúšťadlá, prevádzka musí byť veľmi opatrná a vyžaduje sa aj správna likvidácia odpadu.
Reakčný mechanizmus metódy Baeyer-Drewsonovej syntézy je relatívne jednoduchý, zahŕňa najmä kroky ako oxidácia, acetalizácia a aminácia. V tomto reakčnom mechanizme -fenyletylamín najskôr podstúpi oxidačnú reakciu, aby sa získal DHPA. Následne sa DHPA podrobí acetalizačnej reakcii s aldehydmi, čím sa získa 3,4-dihydroxy- -metylfenetylamín. 3,4-dihydroxy- -metylfenetylamín sa aminuje močovinou alebo amínmi, čím sa získa 3-hydroxytyramín.
Baeyer-Drewsonova syntéza má nasledujúce výhody a nevýhody:
výhoda:
(1) Suroviny sú ľahko dostupné, prevádzka je jednoduchá, reakčný čas je krátky a výťažok je vysoký.
(2) Pri syntéze iných zlúčenín je možné použiť viacero medziproduktov a majú určitú aplikačnú hodnotu.
(3) Rozpúšťadlá a katalyzátory prítomné v reakcii majú menší vplyv na životné prostredie.
nedostatok:
(1) Acetálová reakcia vyžaduje použitie určitých aldehydových činidiel, ktorých prevádzka nie je bezpečná.
(2) Niektoré kroky vyžadujú použitie toxických katalyzátorov a rozpúšťadiel, čo si vyžaduje vysoké prevádzkové požiadavky.
(3) Počas procesu prípravy môžu vzniknúť niektoré vedľajšie produkty.
na záver:
Metóda Baeyer-Drewsonovej syntézy je metóda syntézy 3-hydroxytyramínu z -fenyletylamínu prostredníctvom oxidačných, acetalizačných a aminačných reakcií. Táto metóda má určité výhody a nevýhody a je potrebné ju zvoliť podľa konkrétnej situácie v praxi.
Aby sme to zhrnuli, v súčasnosti existuje na výber mnoho syntetických metód pre 3-hydroxytyramín, ako je enzymatická dendritická syntéza, Abderhaldenova syntéza amoniaku a Baeyer-Drewsonova syntéza atď. Rôzne syntetické metódy majú rozdiely, pokiaľ ide o výťažok, podmienky procesu a jednoduchosť obsluhy a najvhodnejší spôsob by sa mal zvoliť podľa skutočnej situácie.