Tropinoneer et tropanalkaloid, det er et alkaloid, der bruges som mellemprodukt til syntesen af atropin. Lysegule til brune krystaller eller krystallinske pulvere, nåleformede krystaller (benzin), brugt som mellemprodukter i syntesen af atropinsulfat. Det er et alkaloidmolekyle, der er værd at nævne i historien om organisk syntese. Forbindelsen reagerer med dimethylcarbonat i nærvær af en base for at danne 2-methoxycarbonyltropionat, som derefter hydrogeneres i nærvær af Raney-nikkel til dannelse af methyldicarboxylat. Endelig, i nærvær af pyridin, reagerer methylmethacrylat med benzoylchlorid for at opnå kokain.
|
Kemisk formel |
C8H13NO |
|
Præcis masse |
139 |
|
Molekylvægt |
139 |
|
m/z |
139 (100.0%), 140 (8.7% |
|
Elementær analyse |
C, 69.03; H, 9.41; N, 10.06; O, 11.49 |
|
|
|
Samlet syntese:
Den tidligste totale syntese af tropidon blev afsluttet af Willst ä tter i 1901.
Wilstedt (vinder af Nobelprisen i kemi i 1915) brugte cyclohexanon som udgangsmateriale. Selvom udbyttet af hvert trin i ruten var højt, blev det samlede udbytte kraftigt reduceret, kun 0,75 %, på grund af mange trin. Det har naturligvis været et stort bidrag til udviklingen af organisk syntetisk kemi at kunstigt syntetisere sådanne komplekse forbindelser i begyndelsen af det 20. århundrede. Dette er en af de vigtige begivenheder i den tidlige fase af samling af komplekse naturprodukter i laboratoriet. Den vellykkede samling af dette ret komplekse naturlige molekyle er toppen af organisk syntese i den klassiske periode, hvilket markerer fødslen af fler--total syntese.
Før syntesen af tropin syntetiserede Willst ä tter med succes kokain med tropin som råmateriale for første gang i 1898 og tydeliggjorde kokainens struktur.
I 1917 skabte Robert Robinson en kort syntetisk metode til tropin. Denne metode er en af de klassiske veje i organisk syntese.Tropinoneblev syntetiseret fra succinal, methylamin og 3-oxoglutarsyre med simpel struktur ved Mannich-reaktion i tre trin (one pot-reaktion) under bioniske betingelser, og udbyttet nåede 17%, hvilket kan overstige 90% efter forbedring.
Reaktionsmekanismen er:
Nukleofil tilsætning af primær amin til aldehyd, efterfulgt af dehydrering til dannelse af imin;
Den nukleofile tilføjelse af iminmolekyler konstruerer den første ring;
Den intermolekylære Mannich-reaktion mellem 3-enolanion og acetonedicarboxylation;
En ny enolanion og en ny imin blev dannet efter dehydrering;
Intramolekylær Mannich-reaktion, der danner den anden ring;
Fjern to carboxylgrupper for at danne forbindelsen.
Biosyntese:
I kroppen syntetiseres derivater, der bruges til at konstruere kokainringsystemet, ud fra L-glutamin eller L-arginin. For det første gennemgår disse to aminosyrer carbonylreduktion eller decarboxylering for at producere L-ornithin, som derefter gennemgår decarboxylering for at producere putrescin. Derefter methyleres ét nitrogenatom i putrescinen af SAM, hvilket producerer N-methylputrescin. N-Methylputrescin omdannes til 4-methylaminobutanal under katalyse af diaminoxidase og ringsluttes til Schiff-basen N-methyl-Δ1-pyrrolinkation.
Bagefter blev to enantiomerer af N-methyl - Δ substitueret pyrrolidinring opnået gennem Clarison-kondensation af 1-pyrrolidinkation med acetyl CoA. Det er dog kun (S) --isomeren af disse to produkter, der kan fortsætte med at gennemgå cyklisering for at danne skelettet af scopolamin. Thioesterproduktet fortsætter med at kondensere med et andet acetyl-CoA-molekyle for at opnå 4-derivatet af thiosuccinat. Sidstnævnte oxideres for at regenerere de positive ioner af pyrrolidiniumsalte og de negative ioner af enoler. Kondensationen (intramolekylær Mannich-reaktion) sker mellem de to, hvilket resulterer i produktet, hvor stoffets 4-stilling er erstattet af en - C (O) SCoA-gruppe. Derefter hydrolyseres thioestergruppen til dannelse af en carboxylsyre, som derefter methyleres til methylester gennem SAM, og dobbeltbindingen reduceres for at opnå methyldicarboxylat under påvirkning af NADPH. Endelig kondenserer methyl Blastine med benzoyl CoA via phenylalanin kanelsyre-vejen for at danne kokain.
Tropinone, som et tropanalkaloid, har en molekylær struktur bestående af et nitrogen-holdigt bicyklisk skelet og en ketoncarbonylgruppe. Dens unikke kemiske egenskaber gør den til stor værdi inden for medicin, organisk syntese og alkaloidforskning.
Kerneanvendelse: Farmaceutiske mellemprodukters nøglerolle
Den mest kendte-anvendelse er som mellemprodukt i syntesen af atropinsulfat. Atropin, som et klassisk antikolinergt lægemiddel, er meget udbredt i klinisk behandling af forskellige sygdomme ved at blokere M--type kolinerge receptorer
Inden for oftalmologien anvendes atropin til undersøgelse og behandling af øjensygdomme som iridocyclitis og keratitis ved at udvide pupillerne og regulere lammelser. Samtidig kan det hæmme udviklingen af nærsynethed og er blevet et varmt lægemiddel til forebyggelse og kontrol af nærsynethed hos børn. Som en forløber for dets syntese understøtter den direkte den store-produktion af atropin.
Fordøjelsessystem: Atropin kan lindre glatte muskelspasmer i mave-tarmkanalen og bruges til at behandle sygdomme som mavesår og kolik. Dets syntese er afhængig af den stabile forsyning af atropin.
Nødafgiftning: I nødbehandlingen af organophosphat-pesticidforgiftning modvirker atropin acetylcholin konkurrencedygtigt, vender muskarine symptomer, og dets synteseeffektivitet påvirker direkte tilgængeligheden af nødmedicin.
Derudover deltager det også i syntesen af andre vigtige stoffer:
Kokainsyntese: Det kan omdannes til kokain gennem esterificering, hydrogenering og andre reaktioner. Selvom kokain er strengt reguleret på grund af dets vanedannende karakter, gør dets unikke rolle i lokalbedøvelse og vasokonstriktion det stadig uerstatteligt i specifikke medicinske miljøer såsom oftalmisk kirurgi. Som udgangspunktet for syntesevejen bestemmer dens kemiske renhed og reaktivitet direkte kvaliteten af det endelige produkt.
Fremstilling af methylblastin: Methylblastin genereres ved hydrogeneringsreduktion, som er en forløber for forskellige alkaloider, der bruges til at studere neurotransmitters transmissionsmekanismer og udvikle nye analgetiske lægemidler.
Afledte anvendelser: Modelmolekyler til alkaloidforskning
Den molekylære struktur gør det til en ideel model til alkaloidkemiforskning:
Total synteseforskning: Dens syntesevej (såsom ringslutningsreaktionen af butanal med methylamin og acetone-dicarboxylsyre) er et klassisk tilfælde i organisk kemi. I 1917 opnåede Willst ä tter og Robinson den totale syntese af NSC 118012 gennem forskellige metoder, blandt hvilke Robinsons konjugerede additionscykliseringsstrategi var banebrydende for et nyt paradigme for alkaloidsyntese og vandt dermed Nobelprisen i kemi i 1947.
Syntetisk forskning fremmer ikke kun udviklingen af organisk synteseteori, men giver også metodisk støtte til strukturanalysen af komplekse naturprodukter.
Derivatudvikling: Den ketoncarbonyl- og nitrogenholdige-bicykliske struktur af NSC 118012 gør det nemt at gennemgå kemisk modifikation, hvilket genererer forskellige biologisk aktive derivater:
2-methoxycarbonyl-tropinon: Fremstillet gennem esterificeringsreaktion er det et nøglemellemprodukt til syntesen af methylsalicylat (bruges til diagnosticering af Parkinsons sygdom).
Dens ketoncarbonylgruppe kan reduceres til alkoholer eller omdannes til enoletherderivater, hvilket yderligere udvider designrummet for bioaktive molekyler.
Topenonoximforbindelser: genereret gennem oximationsreaktioner, har antibakterielle og anti{0}}inflammatoriske aktiviteter, og nogle derivater udviser hæmmende virkninger på lægemiddel-resistente stammer, hvilket gør dem til potentielle kandidater til udvikling af nye antibiotika.
Forskning i farmakologiske mekanismer: Studiet af struktur-aktivitetsforholdet mellem alkaloider og deres derivater kan hjælpe med at afsløre den molekylære mekanisme for interaktionen mellem alkaloider og receptorer. For eksempel, ved at modificere nitrogenatomet eller den cykliske struktur af NSC 118012, kan dets affinitet for cholinerge receptorer reguleres, hvilket giver et teoretisk grundlag for at designe mere selektive antikolinerge lægemidler.
Ved at anvende høje-integrerede led, kan CRA-serien øge tempoet med 25 %, og produktiviteten kan nå et nyt højdepunkt; vibrationsdæmpningsalgoritmen er opgraderet for at opnå en god anti-rysteeffekt; den fulde-parameter DH-kompensationsalgoritme og TrueMotion-algoritmen understøtter absolut 0, og nøjagtighed 0 er understøttet. 0,4 mm under holdningsændringen, og den buede bevægelse er præcis og stabil.
Potentiel forskningsretning: Udvidelse fra grundlæggende til klinisk
Med krydsfusionen af kemi og medicin strækker anvendelsesscenarierne sig fra det traditionelle farmaceutiske område til en bredere vifte af biomedicinske retninger:
Neurovidenskabsforskning: Som et modelmolekyle af det kolinerge system kan det bruges til at studere transmission af neurotransmitter, synaptisk plasticitet og patogenesen af neurodegenerative sygdomme som Alzheimers sygdom. Ved at mærke kulstof- eller nitrogenisotoperne i NSC 118012 kan dets metaboliske veje in vivo spores, hvilket giver et værktøj til farmakokinetiske undersøgelser.
Materialevidenskabelige applikationer: Den nitrogenholdige-bicykliske struktur af NSC 118012 har en unik rumlig konfiguration og kan bruges som en ligand til at designe organiske metalstrukturer (MOF'er) eller supramolekylære samlinger. Denne type materiale har vist potentielle anvendelser inden for gasadsorption, katalyse og lægemiddellevering. For eksempel kan MOF'er modificeret med NSC 118012 bruges til selektiv adsorption af nervemidler, hvilket giver nye strategier til kemisk beskyttelse.
Inden for landbrug og miljøbeskyttelse gør dens antibakterielle aktivitet det til et kandidatmolekyle til udvikling af naturlige pesticider. Gennem strukturel optimering kan lav toksicitet og let nedbrydelige alkaloidpesticider designes til at reducere miljøforurening forårsaget af kemiske pesticider. Derudover kan cykliseringsreaktionen involveret i syntesevejen af NSC 118012 give metodiske referencer til biomasseomdannelse og bidrage til bæredygtig udvikling.
Hvad er brugsmetoderne og forholdsreglerne for denne forbindelse?
På grund af dets farmaceutiske mellemliggende karakter og visse toksicitet bør anvendelsen være strengt begrænset til professionelle laboratorier eller industrielle produktionsmiljøer og drives af fagfolk med relevant viden og erfaring. Det følgende er et resumé afTropinonebrugsmetoder og forholdsregler baseret på generelle kemikaliehåndteringsprincipper:
brugsmetode
Fagligt miljø:
Det bør bruges i et godt ventileret laboratorie- eller industrielt produktionsmiljø udstyret med nødvendige sikkerhedsfaciliteter.
Personlig beskyttelse:
Operatører bør bære passende personligt beskyttelsesudstyr, såsom beskyttelsestøj, handsker, støvmasker, sikkerhedsbriller osv., for at forhindre direkte kontakt mellem kemikalier og hud, øjne eller åndedrætssystem.
Driftsstandarder:
Følg nøje betjeningsprocedurerne for at undgå at generere støv eller stænk. Hvis en stor mængde NSC 118012 skal vejes eller behandles, bør der anvendes passende værktøj og udstyr såsom måleflasker, tragte osv.
Opbevaringskrav:
Blandingen skal opbevares på et køligt, tørt, godt ventileret sted, væk fra ildkilder, varme og uforenelige stoffer. I mellemtiden er det nødvendigt at sikre, at beholderen er tæt forseglet for at forhindre kemisk lækage.
sager, der kræver opmærksomhed
Undgå kontakt:
Undgå direkte kontakt med hud, øjne eller tøj. Ved et uheld, skyl straks med rigeligt vand og søg læge så hurtigt som muligt.
Brandsikkerhed:
Denne forbindelse kan nedbrydes og producere giftig røg ved høje temperaturer, så den bør undgås fra kontakt med brandkilder. I tilfælde af brand skal passende brandslukningsmidler anvendes til slukningen, og stedet skal straks evakueres.
Miljøbeskyttelse:
Undgå, at det kommer i kloakker eller vandområder for at undgå miljøforurening. Hvis det er nødvendigt at bortskaffe affald, bør relevante miljøbestemmelser følges, og professionelle institutioner bør bestilles til bortskaffelse.
Sundhedsovervågning:
Personer, der har været i langvarig-kontakt med det, bør gennemgå regelmæssige helbredstjek for omgående at identificere og behandle potentielle helbredsproblemer.
Sikkerhedstræning:
Operatører bør modtage nødvendig sikkerhedstræning for at forstå egenskaber, farer og nødberedskabsmetoder for forbindelsen for at sikre sikker drift.
Love og regler:
Ved brug, opbevaring og transport af dette stof skal relevante nationale love, regulativer og standarder følges nøje for at sikre lovlighed og overholdelse.
Hvad er forskningsfremskridtene på denne forbindelses biosyntetiske vej?
Forskerholdet fra Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences har opdaget tre type III polyketidsyntaser, som kan katalysere kondenseringen af N-methylpyrrolinkation med malonylcoenzym A for at danne nøglemellemproduktet for Tropinane-alkaloidbiosyntese. Denne opdagelse afslører ikke kun mekanismen for grundlæggende skeletdannelse i biosyntesen af alkaloider i denne forbindelse, men identificerer også en ny type plante III polyketidsyntase, der selektivt og effektivt syntetiserer tricarbonylglutarat, hvilket lægger grundlaget for heterolog produktion af hyoscyaminlægemidler baseret på syntetisk biologi.
Forskning har vist, at denne forbindelse er det første mellemprodukt i biosyntesen af tropanalkaloider, og dets syntesemekanisme opnås gennem en atypisk type III polyketidsyntase (AbPYKS) og P450-medieret ringslutningsreaktion. Denne opdagelse forklarer sameksistensen af pyrrolin og tropan i planter og demonstrerer gennemførligheden af tropanteknik i ikke-tropanproducerende planter.
Overekspression af PYKS og CYP82M3 i Atropa belladonna-rodkultur kan øge indholdet af denne forbindelse og scopolamin betydeligt. Derudover kan overekspression af UGT1 og LS øge indholdet af hyoscyamin, scopolamin, isohyoscyamin og hyoscyamin betydeligt, hvilket indikerer, at disse to trin er de to hastighedsbegrænsende trin i hyoscyaminbiosyntesen.
Christina Smolkes team på Stanford University integrerede multi-trin heterologe ekspressionsgener i gær og opnåede succesfuldt heterolog syntese af hyoscyamin og scopolamin gennem samling af forskellige moduler og subcellulær lokalisering. Denne præstation demonstrerer potentialet for at producere komplekse naturlige produkter i mikroorganismer gennem biosyntetiske veje.
FAQ
Hvad bruges tropinon til?
Det er afledt af tropan og fungerer somen vigtig forløber i syntesen af forskellige vigtige alkaloider, såsom kokain og atropin. For det første er tropinon et farveløst krystallinsk fast stof med en karakteristisk lugt. Det har en molekylær formel på C8H13NO og en molær masse på cirka 139,2 g/mol.
Hvad er syntesen af tropinon?
Tropinon er et bicyklisk molekyle, men de reaktanter, der anvendes i dets fremstilling, er ret enkle: succinaldehyd, methylamin og acetonedicarboxylsyre (eller endda acetone). Syntesen er et godt eksempel på en biomimetisk reaktion eller biogenetisk-syntese, fordi biosyntese gør brug af de samme byggesten.
Hvad er tropin?
Tropin er defineret somen bicyklisk forbindelse med en tropankerne, der tjener som en forløber i syntesen af forskellige tropanalkaloider kendt for deres stærke biologiske aktivitet, især som neurotransmittere.
Er atropin et smertestillende middel?
Oftalmisk atropin bruges før øjenundersøgelser til at udvide (åbne) pupillen, den sorte del af øjet, som du ser igennem.Det bruges også til at lindre smerter forårsaget af hævelse og betændelse i øjet.
Populære tags: tropinone cas 532-24-1, leverandører, producenter, fabrik, engros, køb, pris, bulk, til salg