トロピノン 化学特性,用途語,生産方法
外観
白色～褐色, 結晶～結晶性粉末
溶解性
エタノールに溶ける。通常の有機溶媒に可溶。
解説
トロピノン(Tropinone)は、第一次世界大戦の際に不足したアトロピンの前駆体として1917年にロバート・ロビンソンによって合成されたのが有名なアルカロイドである。トロピノン、コカイン及びアトロピンは、全て同じトロパン骨格を持っている。
合成
トロピノンの合成は、1901年にリヒャルト・ヴィルシュテッターによって初めて行われた。構造的に類似しているように見えるシクロヘプタノンを原料としたが、窒素を導入するのに多くの段階が必要であり、合成の全体の収率はわずか0.75%であった。ヴィルシュテッターはかつてトロピノンからコカインを合成しており、これがコカインの最初の合成及び構造解明であった。
1917年のロビンソンによる合成は、古典的な全合成と見なされている。トロピノンは二環分子であるが、反応に使われる試薬は、スクシンアルデヒド、メチルアミン、アセトンジカルボン酸とシンプルである。生合成でも同じ物質が材料として用いられるため、この合成は生体模倣の良い例である。また、ワンポット合成のタンデム反応でもある。さらに、合成の収量は17%に達し、その後の改良によって、90%にもなった。
この反応は、分子内「二重マンニッヒ反応」である。ピペリジン合成では他の物質も同様の反応を行う。
説明
Tropinone (8-methyl-8-azabicyclo[3.2.1]octane-3-one)(7) is the simplest plant tropane and is the first intermediate in the biosynthesis of tropane alkaloids. Studies have called 4-(1-methyl-2-pyrrolidinyl)-3-oxobutanoic acid as an intermediate metabolite in tropinone biosynthesis[1]. It is an intermediate of atropine sulfate and is used in the synthesis of atropine. Atropine is an anticholinergic drug. It acts as an M-blocker and is indicated for the relief of visceral colic.
化学的特性
Tropinone is a white to light yellow crystal powder, It is an alkaloid and a precursor to a number of additional plant alkaloids. Tropinone is the first intermediate in the biosynthesis of the pharmacologically important tropane alkaloids that possesses the 8-azabicyclo[3.2.1]octane core bicyclic structure that defines this alkaloid class. Chemical synthesis of tropinone was achieved in 1901 but the mechanism of tropinone biosynthesis has remained elusive.
使用
Tropinone is an oxidative product of Tropane, used to synthesize Morphine and Tropane alkaloids.
製造方法
The first synthesis of tropinone was by Richard Willstätter in 1901. It started from the seemingly related cycloheptanone, but required many steps and had an overall yield of only 0.75%.Willstätter had previously synthesized cocaine from tropinone, in what was the first synthesis and elucidation of the structure of cocaine.
The 1917 synthesis by Robinson is considered a legend in total synthesis due to its simplicity and biomimetic approach. Tropinone is a bicyclic molecule, but the reactants used in its preparation are fairly simple: succinaldehyde, methyl amine and acetone dicarboxylic acid (or even acetone). The synthesis is a good example of a biomimetic reaction or biogenetic-type synthesis because biosynthesis makes use of the same building blocks. It also demonstrates a tandem reaction in a one-pot synthesis. Furthermore the yield of the synthesis was 17% and with subsequent improvements exceeded 90%.
参考文献
1. Arthur J. Birch. Investigating a Scientific Legend: The Tropinone Synthesis of Sir Robert Robinson, F.R.S. Notes and Records of the Royal Society of London, 1993, 47, 277-296. DOI:
10.1098/rsnr.1993.00342. Andrew J. Humphrey and David O'Hagan. Tropane alkaloid biosynthesis. A century old problem unresolved. Natural Products Reports 2001, 18, 494-502. DOI:
10.1039/b001713m3. Tropinone synthesis via an atypical polyketide synthase and P450-mediated cyclization DOI:
10.1038/s41467-018-07671-34. R. Robinson (1917). "A synthesis of tropinone". Journal of the Chemical Society, Transaction 111: 762 - 768. doi:
10.1039/CT9171100762
トロピノン 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品