Dopamine tinh khiết（https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-dopamine-cas-51-61-6.html）, tên hóa học là 3-Hydroxytyramine. Công thức phân tử của nó là C8H11NO2 và khối lượng phân tử tương đối của nó là 153,18g/mol. Là chất dẫn truyền thần kinh quan trọng truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh và điều hòa hoạt động trong não và hệ thần kinh trung ương. Ngoài ra, 3-Hydroxytyramine cũng tham gia vào nhiều quá trình sinh lý khác, chẳng hạn như kiểm soát hệ thống tim mạch, phản ứng của hệ thống tiêu hóa, hệ thống miễn dịch và chức năng võng mạc, v.v. Bột Dopamine được sản xuất trong phòng thí nghiệm của chúng tôi và dopamin nguyên chất được bán tại cùng lúc.
1. Phương pháp tổng hợp cây enzym:
Hiện nay, việc tổng hợp 3-hydroxytyramine bằng phương pháp tổng hợp cây Enzymatic là tương đối phổ biến, có ưu điểm là bảo vệ môi trường, độ chính xác cao và năng suất cao. Phương pháp này là sử dụng tyrosinase để thực hiện phản ứng ghép với axit phenylpropionic, sau đó khử tyrosine nguyên liệu thô được thêm vào trong quá trình ghép thành 3-hydroxytyramine thông qua xúc tác của enzym khử. Việc tái sử dụng các enzyme giúp cải thiện đáng kể năng suất và tối đa hóa lợi ích kinh tế.
Tổng hợp đuôi gai bằng enzyme là một phương pháp tổng hợp dựa trên phản ứng được xúc tác bởi enzyme, cho phép chuyển đổi hóa học hiệu quả cao trong điều kiện ôn hòa. Phương pháp này tuần tự chuyển hóa cơ chất thành sản phẩm thông qua các phản ứng do enzym xúc tác, có ưu điểm bảo vệ môi trường và hiệu quả cao. Trong quá trình điều chế 3-Hydroxytyramine, phương pháp này có thể được sử dụng để thực hiện quá trình tổng hợp hiệu quả cao với chi phí thấp hơn.
Các bước của phương pháp tổng hợp cây Enzim như sau:
(1) Chuẩn bị chất nền: Có thể chọn L-tyrosine và tyrosinase làm chất nền.
(2) Trộn cơ chất với tyrosinase. Tyrosinase là một enzyme phụ thuộc vào ion đồng có thể xúc tác quá trình chuyển đổi L-tyrosine thành DOPA, là hợp chất tiền chất của 3-Hydroxytyramine. Công thức phản ứng được xúc tác bởi Tyrpsinase như sau:
(3) Tiếp tục thêm axit L-ascorbic. Axit L-ascorbic là một chất cho điện tử có thể giúp giảm cơ chất của tyrosinase, do đó thúc đẩy sản xuất DOPA. Phản ứng ở đây như sau:
(4) Thêm NADH và L-tyrosine đã khử. NADH có thể được sử dụng làm chất cho điện tử để hỗ trợ phản ứng và L-tyrosine cũng sẽ được thêm vào. Phản ứng ở đây như sau:
(5) Đun nóng hỗn hợp. Dung dịch phản ứng được đun nóng đến 37 độ để thúc đẩy phản ứng. Trong quá trình phản ứng cần chú ý kiểm soát nhiệt độ và thời gian.
(6) Chuẩn bị sản phẩm tinh khiết. Sau phản ứng, sản phẩm được xác định và tinh chế bằng phương pháp quang phổ tử ngoại và sắc ký lỏng hiệu năng cao để thu được 3-Hydroxytyramine có độ tinh khiết cao.
Là phương pháp tổng hợp dựa trên các phản ứng do enzym xúc tác, quá trình tổng hợp đuôi gai bằng enzym có những ưu nhược điểm sau:
lợi thế:
(1) Sử dụng enzyme tự nhiên làm chất xúc tác không yêu cầu sử dụng dung môi hữu cơ trong quá trình phản ứng, giúp giảm phát sinh chất thải và bảo vệ môi trường tốt.
(2) Điều kiện phản ứng nhẹ, không yêu cầu môi trường áp suất cao và nhiệt độ cao, thân thiện với môi trường.
(3) Nhiều lựa chọn chất nền và chất xúc tác có thể được áp dụng để tổng hợp các chất hóa học khác nhau.
sự thiếu sót:
(1) Một số enzim có hiệu suất xúc tác thấp cần cải tiến để thu được hiệu suất phản ứng cao hơn.
(2) Thời gian phản ứng thường dài và phải mất nhiều thời gian để thu được sản phẩm mục tiêu.
(3) Một số enzim có thể bị ức chế hoặc mất hoạt tính, ảnh hưởng đến phản ứng.
2. Phương pháp tổng hợp amoni Abderhalden:
Phương pháp tổng hợp amoniac Abderhalden là một phương pháp tổng hợp mới của 3-hydroxytyramine, được đặc trưng trong quá trình tổng hợp 3-hydroxytyramine bằng phản ứng khử của các nhóm amin kim loại khi không có dung môi và chất xúc tác. Phương pháp này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, nhưng nó có các đặc điểm là đơn giản, năng suất cao và dễ vận hành, và nó được kỳ vọng sẽ trở thành một trong những phương pháp tổng hợp chính trong tương lai.
Phương pháp tổng hợp amoniac Abderhalden là một phương pháp tổng hợp 3-Hydroxytyramine thông qua các phản ứng nhiều bước sử dụng Piperonal và formaldehyde làm nguyên liệu thô. Chìa khóa của phương pháp này là chuyển đổi Piperonal thành 3,4-dimethoxyphenylethylamine (DMPEA), sau đó là amôniắc hóa để thu được 3-Hydroxytyramine. Ưu điểm của phản ứng này là nguyên liệu sẵn có, thao tác đơn giản và năng suất cao, nhưng đồng thời cũng có một số nhược điểm như thời gian phản ứng dài, đường tổng hợp phức tạp.
Phương pháp tổng hợp amoniac Abderhalden để tổng hợp 3-Hydroxytyramine chủ yếu được chia thành các bước sau:
(1) Sử dụng Piperonal làm nguyên liệu, thực hiện phản ứng nhiều bước để tổng hợp DMPEA
Đầu tiên, piperonal trải qua phản ứng bazơ Schiff với ethylenediamine để tạo thành chất trung gian, sau đó trải qua các phản ứng khử và khử carboxyl để thu được DMPEA.
(2) Chuyển đổi DMPEA thu được thành 3,4-dimethoxyphenylethanol (DMPE) thông qua phản ứng oxy hóa.
DMPEA trải qua phản ứng oxy hóa với sự có mặt của NaOH để tạo ra DMPE.
(3) Sử dụng DMPE làm nguyên liệu thô, tiến hành phản ứng ngưng tụ với formaldehyde với sự có mặt của natri hydroxit.
DMPE thu được trong phản ứng trên được ngưng tụ với formaldehyde để thu được 3,4-dimethoxyphenyl-2-metyl-2-propenal (DMPA).
(4) 3,4-dimethoxyphenyl-2-metyl-2-propanol (DMP) thu được thông qua phản ứng khử của DMPA.
Phản ứng khử của DMPA yêu cầu sử dụng hydro và bạch kim carbon làm chất xúc tác và được thực hiện trong điều kiện gia nhiệt. Xuống
(5) Sử dụng DMP làm nguyên liệu thô, 3-Hydroxytyramine được tổng hợp bằng phản ứng amoniac hóa.
Với sự có mặt của NH3, DMP trải qua các phản ứng khử carboxymethyl và epoxy hóa để thu được 3-Hydroxytyramine.
Phương pháp tổng hợp amoniac Abderhalden có những ưu điểm và nhược điểm sau:
lợi thế:
(1) Nguyên liệu thô dễ kiếm, thao tác đơn giản và năng suất cao.
(2) DMPEA trung gian có thể được sử dụng trong quá trình tổng hợp các hợp chất khác và có giá trị ứng dụng nhất định.
(3) Phản ứng amoniac hóa không cần sử dụng quá nhiều chất phản ứng, thân thiện với môi trường.
sự thiếu sót:
(1) Thời gian phản ứng tương đối dài, thường là vài ngày, thậm chí vài tuần.
(2) Con đường tổng hợp tương đối phức tạp và đòi hỏi nhiều bước phản ứng.
(3) Một số bước yêu cầu sử dụng thuốc thử và chất xúc tác độc hại, yêu cầu vận hành tương đối cao.
3. Phương pháp tổng hợp Baeyer-Drewson:
Quá trình tổng hợp Baeyer-Drewson còn được gọi là quá trình tổng hợp piperine của 3-hydroxytyramine. Trong phương pháp này, đầu tiên, phản ứng bazơ Schiff được thực hiện với resorcinol và nước amoniac để thu được trihydroindoline, sau đó chất khử nước, anhydrit maleic, được sử dụng để gây ra phản ứng lactam để tạo ra indoletriketone. Cuối cùng, 3-hydroxytyramine thu được qua các bước như diazot hóa, nitrat hóa và khử hydro hóa. Phương pháp này phức tạp để vận hành, nhưng có năng suất cao và có giá trị nghiên cứu nhất định.
Phương pháp tổng hợp Baeyer-Drewson chủ yếu được chia thành các bước sau:
(1) Sử dụng -phenylethylamine làm nguyên liệu thô, thực hiện phản ứng oxy hóa để thu được 3,4-dihydroxyphenylethylamine (DHPA).
-phenylethylamine phản ứng với hydrogen peroxide dưới sự xúc tác của kali perchlorate hoặc kali cacbonat để tạo ra DHPA. Phản ứng oxy hóa này cần được thực hiện ở nhiệt độ phòng và thời gian phản ứng tương đối ngắn.
(2) Sử dụng DHPA làm nguyên liệu thô, axetal hóa với andehit để thu được 3,4-dihydroxy- -metylphenethylamine.
DHPA có thể trải qua phản ứng axetat hóa với formaldehyde hoặc các aldehyde khác để thu được 3,4-dihydroxy- -methylphenethylamine.
Phản ứng acetal này cần phải được thực hiện trong điều kiện trung tính hoặc kiềm, thường sử dụng natri hydroxit hoặc kali hydroxit làm chất xúc tác và tiến hành trong điều kiện đun nóng.
(3) Sử dụng 3,4-dihydroxy- -metylphenethylamine làm nguyên liệu thô, trải qua phản ứng amin hóa với urê hoặc amin để thu được 3-Hydroxytyramine.
3,4-dihydroxy- -metylphenethylamine có thể được amin hóa với urê hoặc các amin khác để tạo ra 3-Hydroxytyramine.
Phản ứng amin hóa này cần được thực hiện trong các điều kiện cơ bản, thường sử dụng natri hydroxit hoặc các thuốc thử cơ bản khác làm chất xúc tác và được thực hiện trong điều kiện đun nóng.
Tổng hợp Baeyer-Drewson cần đáp ứng các điều kiện sau:
(1) Độ tinh khiết và chất lượng của nguyên liệu thô cần đáp ứng một số yêu cầu nhất định để đảm bảo tính ổn định của phản ứng và tính chất tốt của sản phẩm.
(2) Mỗi bước tiến hành theo một quy trình, thời gian và nhiệt độ nhất định để đảm bảo hiệu suất của phản ứng và sản phẩm thu được.
(3) Một số chất xúc tác và dung môi độc hại cần được sử dụng trong phản ứng, thao tác cần hết sức cẩn thận và cũng cần xử lý chất thải đúng cách.
Cơ chế phản ứng của phương pháp tổng hợp Baeyer-Drewson tương đối đơn giản, chủ yếu bao gồm các bước như oxy hóa, acetal hóa và amin hóa. Trong cơ chế phản ứng này, đầu tiên -phenylethylamine trải qua phản ứng oxy hóa để thu được DHPA. Sau đó, DHPA trải qua phản ứng axetat hóa với aldehyde để thu được 3,4-dihydroxy- -metylphenethylamine. 3,4-dihydroxy- -metylphenethylamine được amin hóa với urê hoặc amin để thu được 3-Hydroxytyramine.
Tổng hợp Baeyer-Drewson có những ưu điểm và nhược điểm sau:
lợi thế:
(1) Nguyên liệu sẵn có, thao tác đơn giản, thời gian phản ứng ngắn và năng suất cao.
(2) Nhiều chất trung gian có thể được sử dụng trong quá trình tổng hợp các hợp chất khác và có giá trị ứng dụng nhất định.
(3) Dung môi và chất xúc tác có mặt trong phản ứng ít ảnh hưởng đến môi trường.
sự thiếu sót:
(1) Phản ứng acetal yêu cầu sử dụng một số thuốc thử aldehyde, không an toàn khi vận hành.
(2) Một số công đoạn nhất định phải sử dụng chất xúc tác và dung môi độc hại, yêu cầu vận hành cao.
(3) Trong quá trình pha chế có thể sinh ra một số sản phẩm phụ.
Tóm lại là:
Phương pháp tổng hợp Baeyer-Drewson là phương pháp tổng hợp 3-Hydroxytyramine từ -phenylethylamine thông qua các phản ứng oxy hóa, axetal hóa và amin hóa. Phương pháp này có những ưu điểm và nhược điểm nhất định, và nó cần được lựa chọn theo tình hình cụ thể trong ứng dụng thực tế.
Tóm lại, hiện tại có nhiều phương pháp tổng hợp 3-hydroxytyramine để lựa chọn, chẳng hạn như tổng hợp đuôi gai bằng Enzymatic, tổng hợp Abderhalden amoniac và tổng hợp Baeyer-Drewson, v.v. Các phương pháp tổng hợp khác nhau có sự khác biệt về sản lượng, điều kiện quy trình và dễ vận hành, và nên chọn phương pháp phù hợp nhất theo tình hình thực tế.