Tropinonsir tropāna alkaloīds, tas ir alkaloīds, ko izmanto kā starpproduktu atropīna sintēzei. Gaiši dzelteni līdz brūni kristāli vai kristāliski pulveri, adatveida kristāli (benzīns), ko izmanto kā starpproduktus atropīna sulfāta sintēzē. Tā ir alkaloīda molekula, kuru vērts pieminēt organiskās sintēzes vēsturē. Savienojums reaģē ar dimetilkarbonātu bāzes klātbūtnē, veidojot 2-metoksikarboniltropionātu, kas pēc tam tiek hidrogenēts Renija niķeļa klātbūtnē, veidojot metildikarboksilātu. Visbeidzot, piridīna klātbūtnē metilmetakrilāts reaģē ar benzoilhlorīdu, iegūstot kokaīnu.
|
Ķīmiskā formula |
C8H13NO |
|
Precīza Mise |
139 |
|
Molekulmasa |
139 |
|
m/z |
139 (100.0%), 140 (8.7% |
|
Elementu analīze |
C, 69.03; H, 9.41; N, 10.06; O, 11.49 |
|
|
|
Kopējā sintēze:
Agrāko kopējo tropidona sintēzi pabeidza Willst ätter 1901. gadā.
Vilsteds (1915. gada Nobela prēmijas ieguvējs ķīmijā) kā izejmateriālu izmantoja cikloheksanonu. Lai gan katra maršruta soļa ienesīgums bija augsts, daudzo soļu dēļ kopējā ienesīgums tika krietni samazināts, tikai par 0,75%. Protams, liels ieguldījums organiskās sintētiskās ķīmijas attīstībā ir bijis mākslīgi sintezēt šādus sarežģītus savienojumus 20. gadsimta sākumā. Šis ir viens no svarīgākajiem notikumiem komplekso dabīgo produktu montāžas laboratorijā sākumposmā. Šīs diezgan sarežģītās dabiskās molekulas veiksmīga montāža ir organiskās sintēzes kulminācija klasiskajā periodā, iezīmējot daudzpakāpju kopējās sintēzes dzimšanu.
Pirms tropīna sintēzes Vilsts 1898. gadā pirmo reizi veiksmīgi sintezēja kokaīnu ar tropīnu kā izejvielu un noskaidroja kokaīna struktūru.
1917. gadā Roberts Robinsons izveidoja īsu tropīna sintētisko metodi. Šī metode ir viens no klasiskajiem organiskās sintēzes ceļiem.Tropinonstika sintezēts no sukcināla, metilamīna un 3-oksoglutārskābes ar vienkāršu struktūru Manniha reakcijā trīs posmos (viena poda reakcija) bioniskos apstākļos, un raža sasniedza 17%, kas pēc uzlabošanas var pārsniegt 90%.
Reakcijas mehānisms ir šāds:
Primārā amīna nukleofīlā pievienošana aldehīdam, kam seko dehidratācija, veidojot imīnu;
Imīna molekulu nukleofīlā pievienošana veido pirmo gredzenu;
Starpmolekulārā Maniha reakcija starp 3-enola anjonu un acetona dikarboksilāta jonu;
Pēc dehidratācijas izveidojās jauns enola anjons un jauns imīns;
Intramolekulāra Manniha reakcija, veidojot otro gredzenu;
Lai izveidotu savienojumu, noņemiet divas karboksilgrupas.
Biosintēze:
Organismā kokaīna gredzenu sistēmas izveidošanai izmantotie atvasinājumi tiek sintezēti no L-glutamīna vai L-arginīna. Pirmkārt, šīs divas aminoskābes tiek reducētas vai dekarboksilētas, lai iegūtu L-ornitīnu, kas pēc tam tiek pakļauts dekarboksilēšanai, lai iegūtu putrescīnu. Pēc tam vienu putrescīna slāpekļa atomu metilē SAM, veidojot N-metilputrescīnu. N-Metilputrescīns diamīnoksidāzes katalīzes rezultātā tiek pārveidots par 4-metilaminobutanālu un tiek ciklizēts par Šifa bāzes N-metil-Δ1-pirolīna katjonu.
Pēc tam tika iegūti divi N-metil- Δ aizvietotā pirolidīna gredzena enantiomēri, veicot 1-pirolidīna katjona Clarison kondensāciju ar acetil-CoA. Tomēr tikai šo divu produktu (S) - izomērs var turpināt ciklizāciju, veidojot skopolamīna skeletu. Tioestera produkts turpina kondensēties ar citu acetil-CoA molekulu, lai iegūtu tiosukcināta 4-atvasinājumu. Pēdējais tiek oksidēts, lai atjaunotu pirolidīnija sāļu pozitīvos jonus un enolu negatīvos jonus. Kondensācija (intramolekulāra Manniha reakcija) notiek starp abiem, kā rezultātā produkts, kurā vielas 4. pozīcija tiek aizstāta ar -C (O) SCoA grupu. Pēc tam tioestera grupa hidrolizējas, veidojot karbonskābi, kas pēc tam tiek metilēta par metilesteri caur SAM, un dubultsaite tiek reducēta, lai iegūtu metildikarboksilātu NADPH iedarbībā. Visbeidzot, metilblastīns, izmantojot fenilalanīna kanēļskābes ceļu, kondensējas ar benzoil-CoA, veidojot kokaīnu.
Tropinons, kā tropāna alkaloīdam, ir molekulārā struktūra, kas sastāv no slāpekli{0}}saturoša bicikliska skeleta un ketona karbonilgrupas. Tā unikālās ķīmiskās īpašības padara to par lielu vērtību medicīnas, organiskās sintēzes un alkaloīdu pētījumos.
Pamatpielietojums: farmaceitisko starpproduktu galvenā loma
Vispazīstamākais{0}}lietojums ir kā starpprodukts atropīna sulfāta sintēzē. Atropīnu kā klasisku antiholīnerģisku līdzekli plaši izmanto dažādu slimību klīniskajā ārstēšanā, bloķējot M-tipa holīnerģiskos receptorus.
Oftalmoloģijas jomā atropīnu izmanto tādu oftalmoloģisko slimību kā iridociklīta un keratīta izmeklēšanai un ārstēšanai, paplašinot zīlītes un regulējot paralīzi. Tajā pašā laikā tas var kavēt tuvredzības progresēšanu un ir kļuvis par karstu līdzekli bērnu tuvredzības profilaksei un kontrolei. Kā sintēzes priekštecis tas tieši atbalsta atropīna lielapjoma ražošanu-.
Gremošanas sistēma: Atropīns var mazināt gludo muskuļu spazmas kuņģa-zarnu traktā, un to lieto tādu slimību ārstēšanai kā kuņģa čūlas un kolikas. Tās sintēze balstās uz stabilu atropīna piegādi.
Ārkārtas detoksikācija: Organofosfātu pesticīdu saindēšanās ārkārtas ārstēšanā atropīns konkurētspējīgi antagonizē acetilholīnu, novērš muskarīna simptomus, un tā sintēzes efektivitāte tieši ietekmē ārkārtas zāļu pieejamību.
Turklāt tas piedalās arī citu svarīgu zāļu sintēzē:
Kokaīna sintēze: to var pārvērst kokaīnā, izmantojot esterificēšanu, hidrogenēšanu un citas reakcijas. Lai gan kokaīns ir stingri reglamentēts tā atkarību izraisošā rakstura dēļ, tā unikālā loma vietējā anestēzijā un vazokonstrikcijā joprojām padara to neaizstājamu īpašos medicīnas apstākļos, piemēram, oftalmoloģiskajā ķirurģijā. Kā sintēzes ceļa sākumpunkts tā ķīmiskā tīrība un reaktivitāte tieši nosaka galaprodukta kvalitāti.
Metilblastīna sagatavošana: metilblastīnu rada hidrogenēšanas reducēšana, kas ir dažādu alkaloīdu prekursors, ko izmanto neirotransmiteru transmisijas mehānismu pētīšanai un jaunu pretsāpju zāļu izstrādei.
Atvasinātie pielietojumi: modeļu molekulas alkaloīdu izpētei
Molekulārā struktūra padara to par ideālu modeli alkaloīdu ķīmijas pētījumiem:
Kopējā sintēzes izpēte: tās sintēzes ceļš (piemēram, butanāla ciklizācijas reakcija ar metilamīnu un acetona dikarbonskābi) ir klasisks gadījums organiskajā ķīmijā. 1917. gadā Willsts ätter un Robinsons panāca kopējo NSC 118012 sintēzi, izmantojot dažādas metodes, starp kurām Robinsona konjugētās pievienošanas ciklizācijas stratēģija radīja jaunu alkaloīdu sintēzes paradigmu un tādējādi ieguva Nobela prēmiju ķīmijā 1947. gadā.
Sintētiskie pētījumi ne tikai veicina organiskās sintēzes teorijas attīstību, bet arī sniedz metodoloģisku atbalstu sarežģītu dabas produktu struktūras analīzei.
Atvasinājumu izstrāde: NSC 118012 ketonu karbonilgrupu un slāpekli-saturošā bicikliskā struktūra ļauj viegli veikt ķīmisko modifikāciju, radot dažādus bioloģiski aktīvus atvasinājumus:
2-metoksikarboniltropinons: Sagatavots esterifikācijas reakcijā, tas ir galvenais starpprodukts metilsalicilāta (izmanto Parkinsona slimības diagnostikai) sintēzē.
Tās ketonu karbonilgrupu var reducēt par spirtiem vai pārveidot par enolētera atvasinājumiem, vēl vairāk paplašinot bioaktīvo molekulu dizaina telpu.
Topenona oksīma savienojumi: rodas oksimācijas reakcijās, tiem piemīt antibakteriāla un pretiekaisuma iedarbība, un dažiem atvasinājumiem ir inhibējoša iedarbība uz zāļu-rezistentiem celmiem, padarot tos par potenciāliem kandidātiem jaunu antibiotiku izstrādei.
Farmakoloģisko mehānismu izpēte. Alkaloīdu un to atvasinājumu struktūras -aktivitātes attiecību izpēte var palīdzēt atklāt molekulāro mehānismu mijiedarbībai starp alkaloīdiem un receptoriem. Piemēram, modificējot NSC 118012 slāpekļa atomu vai ciklisko struktūru, var regulēt tā afinitāti pret holīnerģiskiem receptoriem, nodrošinot teorētisku pamatu selektīvāku antiholīnerģisko zāļu izstrādei.
Izmantojot augstas veiktspējas -integrētos savienojumus, CRA sērija var palielināt tempu par 25%, un produktivitāte var sasniegt jaunu maksimumu;vibrāciju slāpēšanas algoritms ir jaunināts, lai panāktu labu pret-trīces efektu; pilnu -parametru DH kompensācijas algoritms un TrueMotion atbalsta, ccuracy un absolūtais algoritms ir 0. 0,4 mm zem attieksmes maiņas kustības, un izliektā kustība ir precīza un stabila.
Potenciālais pētniecības virziens: paplašināšana no pamata uz klīnisko
Ķīmijas un medicīnas krusteniskās saplūšanas rezultātā pielietojuma scenāriji tiek paplašināti no tradicionālās farmācijas jomas līdz plašākam biomedicīnas virzienu lokam:
Neirozinātnes pētījumi: kā holīnerģiskās sistēmas paraugmolekulu to var izmantot, lai pētītu neirotransmiteru transmisiju, sinaptisko plastiskumu un neirodeģeneratīvo slimību, piemēram, Alcheimera slimības, patoģenēzi. Marķējot NSC 118012 oglekļa vai slāpekļa izotopus, var izsekot tā vielmaiņas ceļiem in vivo, nodrošinot farmakokinētikas pētījumu rīku.
Materiālzinātnes pielietojumi: NSC 118012 slāpekli -saturošajai bicikliskajai struktūrai ir unikāla telpiskā konfigurācija, un to var izmantot kā ligandu metāla organisko karkasu (MOF) vai supramolekulāro mezglu projektēšanai. Šāda veida materiāls ir parādījis iespējamos pielietojumus gāzes adsorbcijā, katalīzē un zāļu ievadīšanā. Piemēram, ar NSC 118012 modificētos MOF var izmantot selektīvai nervu aģentu adsorbcijai, nodrošinot jaunas ķīmiskās aizsardzības stratēģijas.
Lauksaimniecības un vides aizsardzības jomā tā antibakteriālā aktivitāte padara to par kandidātmolekulu dabisko pesticīdu izstrādei. Izmantojot struktūras optimizāciju, zemas toksicitātes un viegli noārdāmus alkaloīdu pesticīdus var izstrādāt, lai samazinātu ķīmisko pesticīdu radīto vides piesārņojumu. Turklāt ciklizācijas reakcija, kas iesaistīta NSC 118012 sintēzes ceļā, var sniegt metodoloģiskas atsauces biomasas konversijai un veicināt ilgtspējīgu attīstību.
Kādas ir šī savienojuma lietošanas metodes un piesardzības pasākumi?
Tā farmaceitiskā starpprodukta rakstura un noteiktas toksicitātes dēļ tā lietošana būtu stingri jāierobežo profesionālās laboratorijās vai rūpnieciskās ražošanas vidēs, un to vajadzētu izmantot profesionāļiem ar atbilstošām zināšanām un pieredzi. Tālāk ir sniegts kopsavilkums parTropinonslietošanas metodes un piesardzības pasākumi, kuru pamatā ir vispārīgi ķīmiskās apstrādes principi:
lietošanas metode
Profesionālā vide:
Tas jālieto labi vēdināmā laboratorijā vai rūpnieciskās ražošanas vidē, kas aprīkota ar nepieciešamajām drošības iekārtām.
Personiskā aizsardzība:
Operatoriem jāvalkā atbilstoši individuālie aizsardzības līdzekļi, piemēram, aizsargapģērbs, cimdi, putekļu maskas, aizsargbrilles utt., lai novērstu tiešu saskari starp ķīmiskajām vielām un ādu, acīm vai elpošanas sistēmu.
Darbības standarti:
Stingri ievērojiet darbības procedūras, lai izvairītos no putekļu vai šļakatu rašanās. Ja nepieciešams nosvērt vai apstrādāt lielu daudzumu NSC 118012, jāizmanto atbilstoši instrumenti un aprīkojums, piemēram, mērpudeles, piltuves utt.
Uzglabāšanas prasības:
Savienojums jāuzglabā vēsā, sausā, labi vēdināmā vietā, prom no uguns, karstuma un nesaderīgām vielām. Tikmēr ir jānodrošina, lai konteiners būtu cieši noslēgts, lai novērstu ķīmisko vielu noplūdi.
lietām, kurām jāpievērš uzmanība
Izvairieties no kontakta:
Izvairieties no tiešas saskares ar ādu, acīm vai apģērbu. Ja nejauši pieskaras, nekavējoties noskalojiet ar lielu daudzumu ūdens un pēc iespējas ātrāk meklējiet medicīnisko palīdzību.
Ugunsdrošība:
Šis savienojums var sadalīties un radīt toksiskus dūmus augstā temperatūrā, tāpēc jāizvairās no saskares ar uguns avotiem. Ugunsgrēka gadījumā dzēšanā jāizmanto piemēroti ugunsdzēšanas līdzekļi un nekavējoties jāevakuē notikuma vieta.
Vides aizsardzība:
Neļaujiet tai iekļūt kanalizācijā vai ūdenstilpēs, lai izvairītos no vides piesārņojuma. Ja ir nepieciešams atbrīvoties no atkritumiem, jāievēro attiecīgie vides noteikumi un jāuzdod profesionālu institūciju likvidēšanai.
Veselības uzraudzība:
Personām, kuras ar to sazinājušās ilgstoši,{0}}jāveic regulāras veselības pārbaudes, lai nekavējoties noteiktu un risinātu iespējamās veselības problēmas.
Drošības apmācība:
Operatoriem jāsaņem nepieciešamā drošības apmācība, lai izprastu savienojuma īpašības, apdraudējumus un avārijas reaģēšanas metodes, lai nodrošinātu drošu darbību.
Likumi un noteikumi:
Lietojot, uzglabājot un transportējot šo vielu, ir stingri jāievēro attiecīgie valsts tiesību akti, noteikumi un standarti, lai nodrošinātu likumību un atbilstību.
Kāds ir šī savienojuma biosintētiskā ceļa pētījumu progress?
Ķīnas Zinātņu akadēmijas Kunmingas Botānikas institūta pētnieku grupa ir atklājusi trīs III tipa poliketīdu sintāzes, kas var katalizēt N-metilpirolīna katjona kondensāciju ar malonilkoenzīmu A, veidojot galveno starpproduktu tropināna alkaloīdu biosintēzei. Šis atklājums ne tikai atklāj pamata skeleta veidošanās mehānismu alkaloīdu biosintēzē šajā savienojumā, bet arī identificē jauna veida augu III poliketīda sintāzes, kas selektīvi un efektīvi sintezē trikarbonilglutarātu, liekot pamatu heterologai hiosciamīna zāļu ražošanai, pamatojoties uz sintētisko bioloģiju.
Pētījumi liecina, ka šis savienojums ir pirmais starpprodukts tropāna alkaloīdu biosintēzē, un tā sintēzes mehānisms tiek panākts, izmantojot netipisku III tipa poliketīda sintāzes (AbPYKS) un P450 mediētu ciklizācijas reakciju. Šis atklājums izskaidro pirolīna un tropāna līdzāspastāvēšanu augos un parāda tropāna inženierijas iespējamību augos, kas neražo tropānu.
Pārmērīga PYKS un CYP82M3 ekspresija Atropa belladonna sakņu kultūrā var ievērojami palielināt šī savienojuma un skopolamīna saturu. Turklāt UGT1 un LS pārmērīga ekspresija var ievērojami palielināt hiosciamīna, skopolamīna, izohiosciamīna un hiosciamīna saturu, norādot, ka šie divi posmi ir divi ātrumu ierobežojošie soļi hiosciamīna biosintēzē.
Christina Smolke komanda Stenfordas Universitātē integrēja daudzpakāpju heterologās ekspresijas gēnus raugā un veiksmīgi panāca hiosciamīna un skopolamīna heterologu sintēzi, montējot dažādus moduļus un subcelulāro lokalizāciju. Šis sasniegums parāda iespēju ražot sarežģītus dabiskos produktus mikroorganismos, izmantojot biosintēzes ceļus.
FAQ
Kāpēc lieto tropinonu?
Tas ir iegūts no tropāna un kalpo kāgalvenais prekursors dažādu svarīgu alkaloīdu, piemēram, kokaīna un atropīna, sintēzē. Pirmkārt, tropinons ir bezkrāsaina kristāliska cieta viela ar raksturīgu smaržu. Tā molekulārā formula ir C8H13NO un molārā masa ir aptuveni 139,2 g/mol.
Kāda ir tropinona sintēze?
Tropinons ir bicikliska molekula, taču tā pagatavošanā izmantotie reaģenti ir diezgan vienkārši: sukcinaldehīds, metilamīns un acetondikarbonskābe (vai pat acetons). Sintēze ir labs biomimētiskās reakcijas vai bioģenētiskā -tipa sintēzes piemērs, jo biosintēzē tiek izmantoti tie paši celtniecības bloki.
Kas ir tropīns?
Tropīns ir definēts kābiciklisks savienojums ar tropāna kodolu, kas kalpo kā prekursors dažādu tropāna alkaloīdu sintēzē, kas pazīstami ar savu spēcīgo bioloģisko aktivitāti, jo īpaši kā neirotransmiteri.
Vai atropīns ir pretsāpju līdzeklis?
Oftalmoloģiskais atropīns tiek lietots pirms acu pārbaudēm, lai paplašinātu (atvērtu) zīlīti — acs melno daļu, caur kuru jūs redzat.To lieto arī sāpju mazināšanai, ko izraisa acs pietūkums un iekaisums.
Populāri tagi: tropinone cas 532-24-1, piegādātāji, ražotāji, rūpnīca, vairumtirdzniecība, pirkt, cena, lielapjoma, pārdošana