Tropinonadalah alkaloid tropana, merupakan alkaloid, yang digunakan sebagai perantara sintesis atropin. Kristal berwarna kuning pucat sampai coklat atau bubuk kristal, kristal acicular (bensin), digunakan sebagai zat antara dalam sintesis atropin sulfat. Ini adalah molekul alkaloid yang layak disebutkan dalam sejarah sintesis organik. Senyawa tersebut bereaksi dengan dimetil karbonat dengan adanya basa membentuk 2-metoksikarboniltropionat, yang kemudian dihidrogenasi dengan adanya nikel Raney untuk membentuk metil dikarboksilat. Akhirnya, dengan adanya piridin, metil metakrilat bereaksi dengan benzoil klorida menghasilkan kokain.
|
Rumus Kimia |
C8H13NO |
|
Massa Tepat |
139 |
|
Berat Molekul |
139 |
|
m/z |
139 (100.0%), 140 (8.7% |
|
Analisis Unsur |
C, 69.03; H, 9.41; N, 10.06; O, 11.49 |
|
|
|
Sintesis keseluruhan:
Sintesis total tropidone paling awal diselesaikan oleh Willst ä tter pada tahun 1901.
Wilstedt (pemenang Hadiah Nobel Kimia tahun 1915) menggunakan sikloheksanon sebagai bahan awal. Meskipun hasil setiap langkah dalam rute tersebut tinggi, hasil totalnya sangat berkurang, hanya 0,75%, karena banyaknya langkah. Tentu saja, sintesis senyawa kompleks semacam itu secara artifisial pada awal abad ke-20 telah memberikan kontribusi yang besar bagi perkembangan kimia sintetik organik. Ini merupakan salah satu peristiwa penting pada tahap awal perakitan produk alam yang kompleks di laboratorium. Keberhasilan perakitan molekul alami yang agak rumit ini merupakan puncak sintesis organik pada periode klasik, yang menandai lahirnya sintesis total multi-langkah.
Sebelum sintesis tropin, Willst ä tter berhasil mensintesis kokain dengan tropin sebagai bahan bakunya untuk pertama kalinya pada tahun 1898, dan memperjelas struktur kokain.
Pada tahun 1917, Robert Robinson menciptakan metode tropin sintetik pendek. Metode ini merupakan salah satu jalur klasik dalam sintesis organik.Tropinondisintesis dari suksinal, metilamin, dan asam 3-oksoglutarat dengan struktur sederhana melalui reaksi Mannich dalam tiga langkah (reaksi satu pot) dalam kondisi bionik, dan rendemen mencapai 17%, yang dapat melebihi 90% setelah perbaikan.
Mekanisme reaksinya adalah:
Penambahan nukleofilik amina primer ke aldehida, diikuti dengan dehidrasi membentuk imina;
Penambahan nukleofilik molekul imina membentuk cincin pertama;
Reaksi Mannich antarmolekul antara anion 3-enol dan ion aseton dikarboksilat;
Anion enol baru dan imina baru terbentuk setelah dehidrasi;
Reaksi Mannich intramolekul, membentuk cincin kedua;
Hapus dua gugus karboksil untuk membentuk senyawa.
Biosintesis:
Di dalam tubuh, turunan yang digunakan untuk membangun sistem cincin kokain disintesis dari L-glutamin atau L-arginin. Pertama, kedua asam amino ini mengalami reduksi karbonil atau dekarboksilasi menghasilkan L-ornitin, yang kemudian mengalami dekarboksilasi menghasilkan putresin. Kemudian, satu atom nitrogen dalam putresin dimetilasi oleh SAM, menghasilkan N-metilputresin. N-Metilputresin diubah menjadi 4-metilaminobutanal melalui katalisis diamina oksidase, dan disiklisasi menjadi basa Schiff N-metil - kation 1-pirolin.
Setelah itu, dua enansiomer cincin pirolidin tersubstitusi N-metil - Δ diperoleh melalui kondensasi Clarison dari kation 1-pirolidin dengan asetil KoA. Namun, hanya isomer (S) - dari kedua produk ini yang dapat terus mengalami siklisasi membentuk kerangka skopolamin. Produk tioester terus berkondensasi dengan molekul asetil KoA lainnya untuk memperoleh turunan 4 tiosuksinat. Yang terakhir dioksidasi untuk meregenerasi ion positif garam pirolidinium dan ion negatif enol. Terjadi kondensasi (reaksi Mannich intramolekul) antara keduanya, sehingga menghasilkan produk dimana posisi 4 zat digantikan oleh gugus a - C (O) SCoA. Kemudian gugus tioester dihidrolisis membentuk asam karboksilat, yang kemudian dimetilasi menjadi metil ester melalui SAM, dan ikatan rangkap direduksi menjadi metil dikarboksilat di bawah aksi NADPH. Terakhir, metil Blastin berkondensasi dengan benzoil KoA melalui jalur asam fenilalanin sinamat untuk membentuk kokain.
Tropinon, sebagai alkaloid tropana, memiliki struktur molekul yang terdiri atas nitrogen-yang mengandung kerangka bisiklik dan gugus karbonil keton. Sifat kimianya yang unik menjadikannya bernilai tinggi dalam bidang kedokteran, sintesis organik, dan penelitian alkaloid.
Aplikasi inti: Peran kunci zat antara farmasi
Penggunaan yang paling-dikenal adalah sebagai perantara dalam sintesis atropin sulfat. Atropin, sebagai obat antikolinergik klasik, banyak digunakan dalam pengobatan klinis berbagai penyakit dengan memblokir reseptor kolinergik tipe M-
Di bidang oftalmologi, atropin digunakan untuk pemeriksaan dan pengobatan penyakit mata seperti iridosiklitis dan keratitis dengan cara melebarkan pupil dan mengatur kelumpuhan. Pada saat yang sama, dapat menghambat perkembangan miopia dan telah menjadi obat populer untuk pencegahan dan pengendalian miopia pada anak-anak. Sebagai pendahulu sintesisnya, ia secara langsung mendukung produksi atropin dalam skala besar.
Sistem pencernaan: Atropin dapat meredakan kejang otot polos di saluran pencernaan dan digunakan untuk mengobati penyakit seperti tukak lambung dan kolik. Sintesisnya bergantung pada pasokan atropin yang stabil.
Detoksifikasi darurat: Dalam pengobatan darurat keracunan pestisida organofosfat, atropin secara kompetitif memusuhi asetilkolin, membalikkan gejala muskarinik, dan efisiensi sintesisnya secara langsung mempengaruhi ketersediaan obat darurat.
Selain itu, ia juga berpartisipasi dalam sintesis obat penting lainnya:
Sintesis kokain: Dapat diubah menjadi kokain melalui esterifikasi, hidrogenasi, dan reaksi lainnya. Meskipun kokain diatur secara ketat karena sifatnya yang membuat ketagihan, peran uniknya dalam anestesi lokal dan vasokonstriksi masih menjadikannya tidak tergantikan dalam lingkungan medis tertentu seperti bedah mata. Sebagai titik awal jalur sintesis, kemurnian dan reaktivitas kimianya secara langsung menentukan kualitas produk akhir.
Persiapan Methylblastine: Methylblastine dihasilkan oleh reduksi hidrogenasi, yang merupakan prekursor berbagai alkaloid yang digunakan untuk mempelajari mekanisme transmisi neurotransmitter dan mengembangkan obat analgesik baru.
Aplikasi turunan: Model molekul untuk penelitian alkaloid
Struktur molekul menjadikannya model ideal untuk penelitian kimia alkaloid:
Penelitian sintesis total: Jalur sintesisnya (seperti reaksi siklisasi butanal dengan metilamin dan asam aseton dikarboksilat) adalah kasus klasik dalam kimia organik. Pada tahun 1917, Willst ä tter dan Robinson mencapai sintesis total NSC 118012 melalui metode yang berbeda, di antaranya strategi siklisasi adisi terkonjugasi Robinson memelopori paradigma baru untuk sintesis alkaloid dan dengan demikian memenangkan Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1947.
Penelitian sintetik tidak hanya mendorong pengembangan teori sintesis organik, tetapi juga memberikan dukungan metodologis untuk analisis struktural produk alami yang kompleks.
Pengembangan turunan: Keton karbonil dan nitrogen-mengandung struktur bisiklik NSC 118012 memudahkan modifikasi kimia, menghasilkan berbagai turunan yang aktif secara biologis:
2-metoksikarbonil-tropinon: Dibuat melalui reaksi esterifikasi, merupakan zat antara utama untuk sintesis metil salisilat (digunakan untuk diagnosis penyakit Parkinson).
Gugus karbonil ketonnya dapat direduksi menjadi alkohol atau diubah menjadi turunan enol eter, sehingga semakin memperluas ruang desain molekul bioaktif.
Senyawa topenon oksim: dihasilkan melalui reaksi oksimasi, memiliki aktivitas antibakteri dan-antiinflamasi, dan beberapa turunannya menunjukkan efek penghambatan pada strain yang resistan terhadap obat, menjadikannya kandidat potensial untuk pengembangan antibiotik baru.
Penelitian mekanisme farmakologi: Studi tentang hubungan struktur-aktivitas alkaloid dan turunannya dapat membantu mengungkap mekanisme molekuler interaksi antara alkaloid dan reseptor. Misalnya, dengan memodifikasi atom nitrogen atau struktur siklik NSC 118012, afinitasnya terhadap reseptor kolinergik dapat diatur, memberikan landasan teori untuk merancang obat antikolinergik yang lebih selektif.
Mengadopsi sambungan terintegrasi berkinerja tinggi, seri CRA dapat meningkatkan tempo sebesar 25%, dan produktivitas dapat mencapai puncak baru; algoritma peredam getaran ditingkatkan untuk mencapai efek anti guncangan yang baik; algoritma kompensasi DH parameter penuh dan algoritma TrueMotion didukung, dan akurasi posisi absolut adalah 0,2 ~ 0,4 mm di bawah perubahan gerakan sikap, dan gerakan melengkung tepat dan stabil.
Arah penelitian potensial: Perluasan dari dasar ke klinis
Dengan perpaduan silang antara kimia dan kedokteran, skenario penerapannya meluas dari bidang farmasi tradisional ke bidang biomedis yang lebih luas:
Penelitian ilmu saraf: Sebagai molekul model sistem kolinergik, dapat digunakan untuk mempelajari transmisi neurotransmitter, plastisitas sinaptik, dan patogenesis penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer. Dengan memberi label pada isotop karbon atau nitrogen NSC 118012, jalur metabolismenya secara in vivo dapat dilacak, sehingga menyediakan alat untuk studi farmakokinetik.
Aplikasi Ilmu Material: Struktur bisiklik yang mengandung nitrogen-dari NSC 118012 memiliki konfigurasi spasial yang unik dan dapat digunakan sebagai ligan untuk merancang kerangka logam organik (MOF) atau rakitan supramolekul. Jenis bahan ini telah menunjukkan aplikasi potensial dalam adsorpsi gas, katalisis, dan penghantaran obat. Misalnya, MOF yang dimodifikasi dengan NSC 118012 dapat digunakan untuk adsorpsi selektif zat saraf, sehingga memberikan strategi baru untuk perlindungan bahan kimia.
Di bidang pertanian dan perlindungan lingkungan, aktivitas antibakterinya menjadikannya molekul kandidat untuk pengembangan pestisida alami. Melalui optimasi struktural, pestisida alkaloid dengan toksisitas rendah dan mudah terurai dapat dirancang untuk mengurangi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh pestisida kimia. Selain itu, reaksi siklisasi yang terlibat dalam jalur sintesis NSC 118012 dapat memberikan referensi metodologis untuk konversi biomassa dan berkontribusi terhadap pembangunan berkelanjutan.
Apa metode penggunaan dan tindakan pencegahan untuk senyawa ini?
Karena sifat farmasi antara dan toksisitas tertentu, penggunaannya harus dibatasi secara ketat pada laboratorium profesional atau lingkungan produksi industri, dan dioperasikan oleh profesional dengan pengetahuan dan pengalaman yang relevan. Berikut ringkasannyaTropinonmetode penggunaan dan tindakan pencegahan berdasarkan prinsip umum penanganan bahan kimia:
metode penggunaan
Lingkungan profesional:
Ini harus digunakan di laboratorium yang berventilasi baik atau lingkungan produksi industri yang dilengkapi dengan fasilitas keselamatan yang diperlukan.
Perlindungan pribadi:
Operator harus mengenakan alat pelindung diri yang sesuai, seperti pakaian pelindung, sarung tangan, masker debu, kacamata pengaman, dll., untuk mencegah kontak langsung antara bahan kimia dan kulit, mata, atau sistem pernapasan.
Standar operasi:
Ikuti prosedur pengoperasian dengan ketat untuk menghindari timbulnya debu atau percikan. Jika NSC 118012 dalam jumlah besar perlu ditimbang atau diproses, alat dan perlengkapan yang sesuai seperti botol takar, corong, dll.
Persyaratan penyimpanan:
Senyawa tersebut harus disimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari sumber api, panas, dan zat yang tidak kompatibel. Sementara itu, wadah perlu dipastikan tertutup rapat untuk mencegah kebocoran bahan kimia.
hal-hal yang memerlukan perhatian
Hindari kontak:
Hindari kontak langsung dengan kulit, mata, atau pakaian. Jika tidak sengaja tersentuh, segera bilas dengan banyak air dan dapatkan bantuan medis sesegera mungkin.
Keamanan kebakaran:
Senyawa ini dapat terurai dan menghasilkan asap beracun pada suhu tinggi, sehingga sebaiknya dihindari kontak dengan sumber api. Jika terjadi kebakaran, alat pemadam kebakaran yang sesuai harus digunakan untuk memadamkan dan lokasi kejadian harus segera dievakuasi.
Perlindungan lingkungan:
Cegah memasuki selokan atau badan air untuk menghindari pencemaran lingkungan. Jika perlu membuang limbah, peraturan lingkungan hidup yang relevan harus dipatuhi dan lembaga profesional harus ditugaskan untuk membuangnya.
Pemantauan kesehatan:
Individu yang telah melakukan kontak{0}}jangka panjang dengannya harus menjalani pemeriksaan kesehatan rutin untuk segera mengidentifikasi dan mengatasi potensi masalah kesehatan.
Pelatihan keselamatan:
Operator harus menerima pelatihan keselamatan yang diperlukan untuk memahami sifat, bahaya, dan metode tanggap darurat di kompleks untuk memastikan pengoperasian yang aman.
Undang undang Undang:
Saat menggunakan, menyimpan, dan mengangkut bahan ini, undang-undang, peraturan, dan standar nasional yang relevan harus dipatuhi dengan ketat untuk memastikan legalitas dan kepatuhan.
Bagaimana Kemajuan Penelitian Pada Jalur Biosintetik Senyawa Ini?
Tim peneliti dari Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences telah menemukan tiga sintase poliketida tipe III, yang dapat mengkatalisis kondensasi kation N-metilpirolin dengan malonil koenzim A untuk membentuk perantara utama biosintesis alkaloid Tropinane. Penemuan ini tidak hanya mengungkap mekanisme pembentukan kerangka dasar dalam biosintesis alkaloid dalam senyawa ini, tetapi juga mengidentifikasi jenis baru sintase poliketida tanaman III yang secara selektif dan efisien mensintesis trikarbonilglutarat, meletakkan dasar bagi produksi heterolog obat hyoscyamine berdasarkan biologi sintetik.
Penelitian telah menunjukkan bahwa senyawa ini adalah zat antara pertama dalam biosintesis alkaloid tropana, dan mekanisme sintesisnya dicapai melalui reaksi siklisasi yang dimediasi oleh poliketida sintase tipe III (AbPYKS) atipikal dan P450. Penemuan ini menjelaskan koeksistensi pirolin dan tropana pada tanaman dan menunjukkan kelayakan rekayasa tropana pada tanaman yang tidak memproduksi tropana.
Ekspresi PYKS dan CYP82M3 yang berlebihan pada kultur akar Atropa belladonna dapat meningkatkan kandungan senyawa dan skopolamin ini secara signifikan. Selain itu, ekspresi berlebih dari UGT1 dan LS dapat secara signifikan meningkatkan kandungan hyoscyamine, scopolamine, isohyoscyamine, dan hyoscyamine, yang menunjukkan bahwa kedua langkah ini adalah dua langkah yang membatasi laju biosintesis hyoscyamine.
Tim Christina Smolke di Universitas Stanford mengintegrasikan gen ekspresi heterolog multi-langkah dalam ragi dan berhasil mencapai sintesis heterolog hyoscyamine dan skopolamin melalui perakitan berbagai modul dan lokalisasi subseluler. Pencapaian ini menunjukkan potensi menghasilkan produk alami yang kompleks pada mikroorganisme melalui jalur biosintetik.
Pertanyaan Umum
Untuk apa tropinon digunakan?
Itu berasal dari tropane dan berfungsi sebagaiprekursor kunci dalam sintesis berbagai alkaloid penting, seperti kokain dan atropin. Pertama, tropinon adalah padatan kristal tidak berwarna dengan bau khas. Ia memiliki rumus molekul C8H13NO dan massa molar sekitar 139,2 g/mol.
Apa sintesis tropinon?
Tropinon adalah molekul bisiklik, tetapi reaktan yang digunakan dalam pembuatannya cukup sederhana: suksinaldehida, metilamin, dan asam asetondikarboksilat (atau bahkan aseton). Sintesis ini adalah contoh yang baik dari reaksi biomimetik atau sintesis tipe-biogenetik karena biosintesis menggunakan bahan penyusun yang sama.
Apa itu tropin?
Tropin didefinisikan sebagaisenyawa bisiklik dengan inti tropana, yang berfungsi sebagai prekursor dalam sintesis berbagai alkaloid tropana yang dikenal dengan aktivitas biologisnya yang kuat, khususnya sebagai neurotransmiter.
Apakah atropin merupakan obat penghilang rasa sakit?
Atropin oftalmik digunakan sebelum pemeriksaan mata untuk melebarkan (membuka) pupil, bagian hitam mata yang Anda gunakan untuk melihat.Hal ini juga digunakan untuk menghilangkan rasa sakit yang disebabkan oleh pembengkakan dan peradangan pada mata.
Tag populer: tropinone cas 532-24-1, pemasok, produsen, pabrik, grosir, beli, harga, massal, untuk dijual