托品酮知识讲课.ppt

托品酮 Tropinone 目录 1、简介 2、基本信息 3、物化性质 4、合成 5、安全信息 6、用途 7、参考文献 简介 1、托品酮 是一个莨菪烷类生物碱，通常情况下为针状结晶，用作合成阿托品硫酸盐的中间体。它是有机合成史上值得一提的一个生物碱分子。 2、是植物颠茄中所含莨菪碱的组成前体。 简介 托品酮的结构 托品酮的球棍模型 基本信息 中文名: 托品酮; 8-甲基-8-氮杂双环[3,3,1]辛烷-3-酮 英文名：3-Tropanone; 8-Methyl-8-azabicyclo[3.2.1]octan-3-one; (1R,5S)-8-methyl-8-azabicyclo[3.2.1]octan-3-one; (1R,5S)-8-methyl-3-oxo-8-azoniabicyclo[3.2.1]octane 分子式：C8H13NO 分子量：139.2 CAS号：532-24-1 物化性质 熔点 : 40-44 °C 沸点 : 113 °C (25 mmHg) 闪点 : 90 °C 外观 : 棕色固体 蒸汽压：0.135mmHg at 25°C 合成 全合成 1、里夏德·维尔施泰特（Willstatter）合成方法； 2、罗伯特·鲁宾逊（Robinson）合成方法。 生物合成 Willstatter全合成 托品酮最早的全合成是由德国化学家里夏德·维尔施泰特（Willstatter）在1902年完成的。这是一项很杰出的工作，也是当时合成化学的典范。1915年获得诺贝尔化学奖 。 维尔施泰特以环庚酮作为起始原料，尽管路线中每一步的产率均较高，但由于步骤较多，使总产率大大降低，只有0.75％。当然，在20世纪初能人工合成出结构这样复杂的化合物，已经是对有机合成化学发展的很大贡献。这是早期在实验室装配复杂天然产物的重要事件之一。对这一相当复杂的天然分子的装配成功，是有机合成在经典时期的顶峰，标志着多步全合成的诞生。 以下是他的合成路线： Willstatter全合成 Willstatter全合成 在合成托品酮之前， Willstatter在1898年已经成功以托品酮为原料，首次成功地合成了可卡因，并且阐明了可卡因的结构。 可卡因的结构 Robinson全合成 1917年，英国化学家罗伯特·鲁宾逊（Robinson）创造了简短的托品酮合成法。该法是有机合成中的经典路线之一，仅以结构简单的丁二醛、甲胺和3-氧代戊二酸为原料，在仿生条件下，利用曼尼希反应，仅通过三步反应（一锅反应）就合成了托品酮，而且产率达到17％，经改进后可以超过90％。1947年获得诺贝尔化学奖 。 以下是他的合成路线： Robinson全合成 该反应的机理为： 1、二级胺对醛的亲核加成，而后失水生成亚胺； 2、亚胺对二级胺的亲核加成，构建出第一个环； 3、烯醇负离子与丙酮二羧酸根离子之间的分子间Mannich反应； 4、失水生成一个新的烯醇负离子和一个新的亚胺； 5、分子内Mannich反应，生成第二个环； 6、脱去两个羧基生成托品酮。 生物合成 在生物体内，用于构建可卡因环系的托品酮衍生物是以L-谷氨酰胺或L-精氨酸为原料合成的。 安全信息 对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用，所以： 1、不要吸入粉尘； 2、万一接触眼睛，立即使用大量清水冲洗并送医诊治； 3、防止皮肤和眼睛接触； 4、穿戴合适的防护服、手套并使用防护眼镜或者面罩。  用途 1、阿托品硫酸盐的中间体：用托品酮在碱存在下与碳酸二甲酯反应生成2-甲氧羰基托品酮，然后使产物在雷尼镍存在下加氢生成甲基芽子碱，最后将甲基芽子碱与苯甲酰氯在吡啶存在下发生酯化反应，就可以得到可卡因。 用途 2、托品酮是一种神经递质，是可卡因的同类物，有很强的生物活性，对于开发新的药物有很大的研究价值，可做为先导化合物，因此在医药上作为用作医药中间体 。 参考文献 1. ^ R. Robinson. A synthesis of tropinone. Journal of the Chemical Society, Transaction. 1917, 111: 762–768. doi:10.1039/CT9171100762. 2. ^ The Art and Science of Total Synthesis at the Dawn of the Twenty-First Century K. C. Nicolaou, Dionisios Vourloumis, Nicolas Winssinger, and Phil S. Baran Angew. Chem. Int. Ed