Diacetone-D-mannitolo CAS 1707-77-3Formula strutturale: C12H22O6 è una polvere cristallina bianca, il punto di fusione è 120-122 gradi (lett.), la rotazione ottica specifica è 6º (c=5, cloroformio), il punto di ebollizione è 382,0±32,0 gradi (previsto), la densità è 1,175±0,06 g/cm3 (previsto), solubilità (metanolo 100 mg/ml), coefficiente di acidità (pKa) è 12,98±0,20 (Previsto). È un composto rappresentativo di composti poliidrossilici, che è una nuova classe di agenti selettivi chirali con preparazione semplice e prezzo basso e può essere utilizzato per separare una varietà di farmaci chirali nella NACE con un buon effetto di separazione. È utilizzato come intermedio in campo farmaceutico grazie alla sua struttura chimica unica.
Essendo un nuovo agente selettivo chirale, il bisacetone-D-mannitolo svolge un ruolo importante nella separazione e nel riconoscimento chirale. Il suo centro chirale può formare complessi stabili con le sostanze da separare, realizzando così un'efficiente separazione chirale. Con il continuo sviluppo della scienza e della tecnologia, i suoi campi di applicazione saranno più estesi.
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C.F |
C12H22O6 |
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E.M |
262 |
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M.W |
262 |
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m/z |
262 (100.0%), 263 (13.0%), 264 (1.2%) |
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E.A |
C, 54.95; H, 8.45; O, 36.60 |
Il diacetone-D-mannitolo (noto anche come D-mannitolo dichetone) viene sintetizzato in vari modi e di seguito sono riportati alcuni dei principali metodi di sintesi e le loro caratteristiche:
Sintesi catalizzata da cloruro di zinco fuso:
L'estere insaturo 20 d-mannitolo viene aggiunto ad una soluzione agitata di acetone secco con cloruro di zinco fuso.
L'agitazione è stata continuata fino alla completa dissoluzione del d-mannitolo (circa 22 ore).
La miscela di reazione è stata versata in una soluzione acquosa agitata e raffreddata di carbonato di potassio.
Il precipitato è stato rimosso mediante filtrazione e lavato accuratamente con diclorometano (DCM).
Il filtrato acquoso è stato evaporato per rimuovere l'acetone ed estratto mediante DCM.
I lavaggi organici e gli estratti sono stati lavati con acqua fredda, essiccati con solfato di magnesio, evaporati fino a ottenere un residuo solido e ricristallizzati per dare bisacetone-D-mannitolo.
Sintetizzato utilizzando il catalizzatore del sale di piridina:
La reazione di D-mannitolo e 2,2-dimetossipropano in solvente diossano è stata condotta in presenza di catalizzatore di sale di piridina.
Questo percorso sintetico presenta il vantaggio di un'elevata selettività per il prodotto, può efficacemente evitare e ridurre la generazione di sottoprodotti-, migliora il tasso di conversione delle materie prime e ha l'effetto di ottenere un'elevata resa e purezza del prodotto.
Altri metodi sintetici:
Sono inclusi anche metodi che utilizzano un solvente misto di acetone o alcoli inferiori di acetone, un assorbente di solfato di magnesio e bisolfato di potassio come catalizzatore.
Esistono anche metodi che utilizzano l'acido p-toluensolfonico o il cloruro stannoso come catalizzatore in solventi DMSO o DMF, ma questi metodi soffrono del problema della forte acidità, che tende a trasformare il prodotto in sottoprodotti monoacetonidi-e a ridurre la qualità del prodotto.
Il diacetone-D-mannitolo è una sostanza in polvere cristallina bianca con proprietà fisiche e chimiche specifiche. Il suo punto di fusione è 120-122 gradi C, la rotazione ottica specifica è 6 º (c=5, cloroformio), il punto di ebollizione è 382,0 ± 32,0 gradi C, la densità è 1,175 ± 0,06 g/cm3 e l'indice di rifrazione è 6,5 gradi (C=8, CHCl3). Inoltre, il diacetone-D-mannitolo ha un'elevata solubilità in metanolo, con un coefficiente di acidità (pKa) di 12,98 ± 0,20. Queste proprietà forniscono le basi per la sua applicazione nel campo della medicina.
Applicazione nel campo della medicina
1. Separazione ed analisi di farmaci chirali
Essendo un composto rappresentativo di composti poliidrossilici, un'importante applicazione in campo farmaceutico è come selettore chirale. L'efficacia e il metabolismo dei farmaci chirali negli organismi viventi sono spesso strettamente correlati alla loro struttura tridimensionale, quindi la separazione e l'analisi dei farmaci chirali sono anelli importanti nei processi di sviluppo e produzione dei farmaci. Dato che i suoi due enantiomeri presentano spesso proprietà farmacologiche, farmacocinetiche e tossicologiche diverse, può essere utilizzato nell'elettroforesi capillare non-acquosa (NACE) per separare più farmaci chirali con una buona efficienza di separazione. Questa caratteristica gli conferisce ampie prospettive di applicazione nel campo della separazione e analisi dei farmaci chirali.
2. Eccipienti e additivi farmaceutici
Sebbene le sue principali applicazioni in campo farmaceutico siano come selettori chirali e intermedi nella sintesi di farmaci, il suo potenziale come eccipienti e additivi farmaceutici non può essere ignorato. Grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche uniche, può essere utilizzato come stabilizzante, addensante, disperdente, ecc. per i farmaci, migliorandone la stabilità e la biodisponibilità. Inoltre, grazie al suo gusto dolce, può essere utilizzato anche come dolcificante per farmaci senza zucchero o a basso contenuto di zucchero per soddisfare le esigenze farmacologiche di popolazioni speciali (come i pazienti diabetici).
3. Sviluppo di nuovi farmaci
Con l’approfondimento della ricerca su di esso, le persone hanno scoperto che ha anche un grande potenziale nello sviluppo di nuovi farmaci. Ad esempio, i Petrosiols A-E possono partecipare alla sintesi di composti potenzialmente efficaci nel trattamento del morbo di Alzheimer e della sindrome di Parkinson. Inoltre, può anche essere utilizzato per sintetizzare (-) composti Orthodiffenes A-C con buona attività anti-tumorale, che mostrano una significativa attività inibitoria contro le cellule tumorali come HL-60 e Jurkat. Questi studi indicano ampie prospettive di applicazione nel campo dello sviluppo di nuovi farmaci.
Casi applicativi specifici nel campo della medicina
1. farmaci per il diabete
Il diabete è una malattia metabolica cronica e il suo trattamento richiede farmaci a lungo termine-. Come intermedio nella sintesi dei farmaci, può partecipare alla sintesi di composti con effetti ipoglicemizzanti. Ad esempio, inibendo la decomposizione del glicogeno epatico nel fegato e favorendo l'utilizzo del glucosio nei tessuti periferici, la sostanza stessa o i suoi derivati possono ridurre il livello di glucosio nell'organismo, migliorando così lo stato glicemico dei pazienti diabetici. Inoltre, a causa del suo basso contenuto calorico, non è facile causare fluttuazioni di zucchero nel sangue e altre caratteristiche, può anche essere utilizzato come ingrediente alimentare ausiliario per i pazienti diabetici per soddisfare le loro esigenze di dolci evitando fluttuazioni di zucchero nel sangue.
3. Farmaci antivirali
Le malattie virali come l’AIDS e l’influenza rappresentano una grande minaccia per la salute umana. Può partecipare alla sintesi di composti con attività antivirale. Ad esempio, da essi o dai loro derivati vengono sintetizzati derivati dello zucchero-contenenti azoto tetraciclico fuso-che hanno forti effetti inibitori sul virus HIV. Attraverso ulteriori ricerche e ottimizzazioni, si prevede che questi composti diventeranno una nuova generazione di farmaci antivirali, offrendo più opzioni per il trattamento delle malattie virali.
4. Farmaci per il trattamento dei disturbi neurologici
Le malattie neurologiche come il morbo di Alzheimer e la sindrome di Parkinson incidono gravemente sulla qualità della vita dei pazienti. Può partecipare alla sintesi di composti con il potenziale per trattare le malattie neurologiche. Ad esempio, da esso o dai suoi derivati viene sintetizzato Petrosiols A-E, e questi composti hanno determinati effetti terapeutici su malattie neurologiche come il morbo di Alzheimer e la sindrome di Parkinson. Attraverso ulteriori ricerche e ottimizzazioni, si prevede che questi composti diventeranno una nuova generazione di farmaci terapeutici per le malattie neurologiche, apportando migliori effetti terapeutici ai pazienti.
I composti poliidrossilici chirali sono composti poliidrossilici che contengono due o più gruppi idrossilici nella loro struttura molecolare (come acido D/L-tartarico, esteri della serie D/L-tartrato, acido D-gluconico, D/L-sorbosio, D-mannitolo, acido lattosio, ecc.). Il diacetone-D-mannitolo è un composto rappresentativo di questo tipo di composto poliidrossilico, che è un nuovo selettore chirale con preparazione semplice e basso costo. Può essere utilizzato nella NACE per separare vari farmaci chirali con buoni effetti di separazione, ma la sua ricerca applicativa nella separazione e nell'analisi dei campioni effettivi è ancora limitata.
Principalmente a causa del fatto che i due enantiomeri del diacetone-D-mannitolo presentano spesso proprietà farmacologiche, farmacocinetiche e tossicologiche diverse, in generale l'enantiomero (R) - svolge un ruolo importante nella pratica clinica, mentre l'enantiomero (S) - è inefficace, ha una bassa attività o addirittura tossico.
Pertanto, al fine di migliorare l'efficacia dei farmaci chirali come il diacetone-D-mannitolo, ridurre gli effetti collaterali tossici, stabilire un metodo semplice ed efficiente per separare e rilevare i farmaci chirali e condurre ricerche sui singoli enantiomeri per comprenderne l'attività fisiologica e gli effetti farmacologici, è di grande importanza ottenere farmaci sicuri, razionali ed efficaci. Per ottenere un uso sicuro e razionale dei farmaci chirali, garantire una qualità del farmaco stabile e uniforme e soddisfare i requisiti dei farmaci, è necessario effettuare il controllo di qualità del farmaco e la determinazione del contenuto di enantiomeri è uno degli importanti indicatori di controllo.
Il diacetone-D-mannitolo è un importante composto organico con ampio valore applicativo nell'industria farmaceutica, alimentare e chimica. Essendo un derivato del D-mannitolo, la sua struttura chimica unica gli conferisce proprietà e funzioni speciali. La scoperta del D-mannitolo può essere fatta risalire alla ricerca sulla chimica delle piante all'inizio del XIX secolo.
Nel 1806, il chimico francese Louis Nicolas Vauquelin isolò per primo questa sostanza dolce dalla melata (manna, un essudato del Fraxinus ornus). Questo prodotto naturale è stato chiamato "mannite" per via della sua origine, e successivamente ribattezzato "mannitol" (mannitolo). Il chimico tedesco Joseph Louis Gay Lussac studiò ulteriormente questa sostanza nel 1811 e ne determinò le proprietà fondamentali.
Successivamente, nel 1826, un altro chimico francese Henri Braconnot isolò con successo il mannitolo da funghi, alghe e altre piante, confermando la sua diffusa presenza in natura. Con lo sviluppo della teoria della struttura chimica organica, gli scienziati iniziarono a esplorare la struttura molecolare del mannitolo nella seconda metà del XIX secolo.
Il chimico tedesco Justus von Liebig sintetizzò per primo l'acetone nel 1832 e ne studiò le proprietà. Con lo sviluppo della chimica organica, l'acetone non viene utilizzato solo come solvente, ma diventa gradualmente anche un importante reagente e un intermedio sintetico.
Nel 1870, il chimico tedesco Emil Fischer iniziò a studiare sistematicamente la struttura delle sostanze carboidratiche, cosa che alla fine gli valse il Premio Nobel per la Chimica nel 1902. Fischer determinò attraverso una serie di reazioni chimiche intelligenti che il mannitolo è un alcol zuccherino a sei atomi di carbonio con la formula molecolare C ₆ H ₁₄ O ₆ e ne delucida la struttura stereochimica.
All'inizio del XX secolo, con il progresso della chimica organica di sintesi, i chimici svilupparono vari metodi per sintetizzare il mannitolo. Il più importante è il processo di preparazione del mannitolo dal D-glucosio o dal D-fruttosio attraverso la riduzione dell'idrogenazione. Questi metodi sintetici gettarono le basi per la successiva ricerca sui derivati del mannitolo.
L'acetone, come solvente e reagente organico semplice e importante, fu ampiamente studiato e applicato a metà del XIX secolo.
Il diacetone-D-mannitolo è un composto versatile con un potenziale significativo in ambito farmaceutico, cromatografia e sintesi organica. Le sue proprietà fisico-chimiche uniche, abbinate alla ricerca in corso nel campo della chimica verde e delle nanotecnologie, lo posizionano come un materiale fondamentale per le future applicazioni industriali. Con l’aumento della domanda di composti chirali e processi sostenibili, DADM è pronto a svolgere un ruolo fondamentale nel progresso della produzione chimica e dello sviluppo di farmaci.
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