1H-ไอโซอินดอล-3-เอมีน ไฮโดรคลอไรด์ CAS 76644-74-1

เส้นทางสังเคราะห์และสภาวะของปฏิกิริยา:การสังเคราะห์ 3-อะมิโน-1H-ไอโซอินโดล ไฮโดรคลอไรด์ โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของ 1H-2,4-เบนโซไดอะซีพีนกับหมู่เมทอกซีภายใต้สภาวะเฉพาะ กระบวนการประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ เช่น อะมิเนชันโดยใช้รีเอเจนต์ไฮเปอร์วาเลนต์ไอโอดีนและการยกเลิก Larock สภาวะของปฏิกิริยามักต้องการอุณหภูมิที่ถูกควบคุมและการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่าได้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ

วิธีการผลิตทางอุตสาหกรรม:ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม การผลิตสารประกอบนี้อาจเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ขนาดใหญ่โดยใช้สภาวะปฏิกิริยาที่เหมาะสมที่สุดเพื่อเพิ่มผลผลิตและความบริสุทธิ์สูงสุด กระบวนการนี้ได้รับการออกแบบให้มีประสิทธิภาพและคุ้มทุน โดยมักผสมผสานเทคนิคขั้นสูง เช่น การสังเคราะห์การไหลอย่างต่อเนื่อง และการตรวจสอบปฏิกิริยาอัตโนมัติ

เคมีเฮเทอโรไซคลิกเป็นหนึ่งในแหล่งที่มีค่าที่สุดของสารประกอบใหม่ซึ่งมีฤทธิ์ทางชีวภาพที่หลากหลาย สาเหตุหลักมาจากความสามารถพิเศษของสารประกอบที่เกิดขึ้นในการเลียนแบบโครงสร้างของเปปไทด์และจับกับโปรตีนแบบผันกลับได้ สำหรับนักเคมีทางการแพทย์ ประโยชน์ที่แท้จริงของโครงสร้างเฮเทอโรไซคลิกคือความสามารถในการสังเคราะห์หนึ่งไลบรารีโดยอิงจากโครงแกนหลักเดียว และคัดกรองกับตัวรับต่างๆ ที่หลากหลาย ซึ่งทำให้เกิดสารประกอบออกฤทธิ์หลายชนิด สามารถออกแบบการผสมผสานโครงสร้างเฮเทอโรไซคลิกแบบหลอมรวมได้แทบไม่จำกัด ส่งผลให้เกิดเฟรมเวิร์กโพลีไซคลิกแบบใหม่ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และชีวภาพที่หลากหลายที่สุด การรวมกันของวงแหวนหลายวงนำไปสู่โครงสร้างโพลีไซคลิกที่มีความแข็งซึ่งมีการกำหนดไว้อย่างดีทางเรขาคณิต และด้วยเหตุนี้ จึงถือเป็นคำมั่นสัญญาของความเชี่ยวชาญพิเศษด้านการทำงานสูงอันเป็นผลมาจากความสามารถในการปรับทิศทางองค์ประกอบทดแทนในพื้นที่สามมิติ ดังนั้น วิธีการที่มีประสิทธิภาพซึ่งส่งผลให้เกิดโครงสร้างโพลีไซคลิกจากเทมเพลตเฮเทอโรไซคลิกที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพจึงเป็นที่สนใจของทั้งนักเคมีอินทรีย์และยารักษาโรคเสมอ

สารประกอบที่มีวงแหวนเฮเทอโรไซคลิกจะถูกถักทออย่างแยกไม่ออกเป็นกระบวนการทางชีวเคมีขั้นพื้นฐานที่สุดของสิ่งมีชีวิต หากใครเลือกขั้นตอนในวิถีทางชีวเคมีโดยการสุ่ม ก็มีโอกาสที่ดีมากที่สารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ตัวใดตัวหนึ่งจะเป็นสารประกอบเฮเทอโรไซคลิก แม้ว่าสิ่งนี้ไม่เป็นความจริง แต่การมีส่วนร่วมของเฮเทอโรไซเคิลในปฏิกิริยาที่เป็นปัญหานั้นเกือบจะแน่ใจได้ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีทั้งหมดถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ และกรดอะมิโนสามในยี่สิบตัวที่พบในเอนไซม์นั้นมีวงแหวนเฮเทอโรไซคลิก ในจำนวนนี้โดยเฉพาะวงแหวนอิมิดาโซลของฮิสติดีนน่าจะเกี่ยวข้องด้วย ฮิสทิดีนมีอยู่ตรงบริเวณที่ออกฤทธิ์ของเอนไซม์หลายชนิด และมักทำหน้าที่เป็นกรดเบสทั่วไปหรือลิแกนด์ไอออนของโลหะ นอกจากนี้ เอนไซม์จำนวนมากยังทำงานเมื่อมีโมเลกุลที่ไม่ใช่กรดอะมิโนขนาดเล็กบางชนิดที่เรียกว่าโคเอ็นไซม์ (หรือโคแฟกเตอร์) เท่านั้น ซึ่งมักจะเป็นสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกมากกว่า แต่ถึงแม้ว่าเอนไซม์ที่เป็นปัญหาไม่มีโคเอ็นไซม์เหล่านี้หรือกรดอะมิโนสามชนิดที่อ้างถึงข้างต้น แต่เฮเทอโรไซเคิลก็ยังคงมีบทบาทสำคัญอยู่ เนื่องจากเอนไซม์ทั้งหมดถูกสังเคราะห์ตามรหัสใน DNA ซึ่งแน่นอนว่าถูกกำหนดโดยลำดับ ของเบสเฮเทอโรไซคลิกที่พบใน DNA

เคมีบำบัดเกี่ยวข้องกับการรักษาโรคติดเชื้อ ปรสิต หรือมะเร็งด้วยสารเคมี ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นสารที่แสดงความเป็นพิษต่อเชื้อโรค โรคที่เกิดจากความผิดปกติของร่างกายและสารที่ใช้ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบที่ส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ การส่งกระแสประสาท หรือการทำงานของฮอร์โมนต่อตัวรับ สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์ทั้งหมดเหล่านี้เนื่องจากมีปฏิกิริยาทางเคมีจำเพาะ เช่น อีพอกไซด์ อะซิริดีน และแลคตัม เนื่องจากพวกมันมีลักษณะคล้ายกับเมตาบอไลต์ที่จำเป็นและสามารถให้สังเคราะห์ปลอมในกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพ เช่น แอนติเมตาบอไลต์ที่ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งและโรคไวรัส เนื่องจากพวกมันพอดีกับตัวรับทางชีวภาพและขัดขวางการทำงานปกติของพวกมัน หรือเพราะมันให้บล็อคการสร้างที่สะดวกซึ่งสามารถติดองค์ประกอบทดแทนที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพได้ การแนะนำหมู่เฮเทอโรไซคลิกเข้าไปในยาอาจส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมัน ตัวอย่างเช่น ค่าคงที่การแยกตัวของยาซัลฟา หรือปรับเปลี่ยนรูปแบบของการดูดซึม เมแทบอลิซึม หรือความเป็นพิษ

อย่างไรก็ตาม มีการค้นพบที่สำคัญหลายอย่างโดยการพัฒนาอย่างมีเหตุผลของการสังเกตกิจกรรมทางชีวภาพที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญในการทำงานที่ออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์อื่น หรือในระหว่างการใช้ยาทางคลินิกที่นำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น พื้นฐานทางทฤษฎีของเคมียามีความซับซ้อนมากขึ้น แต่ก็ไร้เดียงสาที่จะคิดว่าการค้นพบยาเป็นเพียงเรื่องของความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและกิจกรรมเท่านั้น ความสำเร็จของยาขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างผลทางเภสัชวิทยาที่ต้องการกับอันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับผู้ป่วย และยังไม่สามารถระบุได้อย่างแน่ชัด ไม่ต้องสงสัยเลยว่าความบังเอิญและโชคจะยังคงมีบทบาทสำคัญในการค้นพบครั้งใหม่ต่อไป

อัลคาลอยด์อินโดลเป็นสารประกอบไบไซคลิกที่ประกอบด้วยวงแหวนเบนซีนที่มีสมาชิกหกสมาชิกหลอมรวมกับวงแหวนไพร์โรลที่มีสมาชิกห้าสมาชิก เนื่องจากการรวมอะตอมไนโตรเจนไว้ในวงแหวนไพร์โรล อัลคาลอยด์อินโดลจึงมีคุณสมบัติพื้นฐานที่ทำให้พวกมันออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยา อัลคาลอยด์อินโดลสามารถพบได้ในพืชหลายชนิด รวมถึง Loganiaceae, Apocynaceae, Nyssaceae และ Rubiaceae อัลคาลอยด์อินโดลหลักที่แยกได้จากพืชประกอบด้วยโมเลกุลออกฤทธิ์ที่มีผลอย่างมากต่อโรคปอด เช่น วินคริสทีน วินบลาสทีน และอื่นๆ และวินคริสทีนเป็นหนึ่งในสารประกอบอัลคาลอยด์อินโดลที่โดดเด่นที่สุด ซึ่งทั้งหมดแสดงประโยชน์ที่เป็นไปได้สำหรับการรักษาผู้ป่วยโรคปอด เช่น วัณโรค หอบหืด ถุงลมโป่งพอง พังผืดในปอด และมะเร็ง

อย่างไรก็ตาม, สารประกอบเหล่านี้บางส่วนได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่เป็นพิษ. นอกจากนี้ การให้อัลคาลอยด์ที่แยกได้จาก Alstonia scholaris เพียงครั้งเดียวส่งผลกระทบอย่างมากต่อพฤติกรรมของหนูที่ขนาด 12.8 กรัม/กิโลกรัมของน้ำหนักตัว (BW) เมื่อให้ในท่านอนคว่ำ ซึ่งส่งผลให้หายใจมีเสียงหวีด หายใจลำบาก และชักในหนู Vinblastine ที่ได้มาจาก Catharanthus roseus เป็น vinca alkaloid ที่มีฤทธิ์ต้านมะเร็งซึ่งยังแสดงให้เห็นผลข้างเคียงต่อร่างกาย เช่น ปฏิกิริยาการแพ้อย่างรุนแรง เลือดออกรุนแรง ความเป็นพิษต่อไขกระดูก อาการอักเสบ ปวดกระดูก เลือดในปัสสาวะ ท้องผูก ปวดศีรษะ , อาเจียน, ปวดท้อง, หายใจลำบากเฉียบพลัน, เบื่ออาหาร และมีแผลลึก สารประกอบบางชนิดได้รับการทดสอบทางคลินิกเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพการรักษาที่เกิดขึ้นจากการทดลองในหลอดทดลองและในสัตว์ทดลอง

อัลคาลอยด์เป็นสารทุติยภูมิที่สำคัญที่สุดและมีการใช้กันมานานกว่า 4,000 ปีและมีศักยภาพในการรักษามหาศาล (Amirkia และ Heinrich, 2014) ในปี ค.ศ. 1818 มีการอธิบายอัลคาลอยด์เป็นครั้งแรกโดย

Meissner ซึ่งใช้คำนี้เพื่ออธิบายโมเลกุลอินทรีย์ทั้งหมดที่ได้มาจากแหล่งพืชซึ่งสามารถจำแนกได้ว่าเป็นลักษณะพื้นฐานที่นำเสนอ (Preininger, 1975) อัลคาลอยด์สามารถจำแนกได้เป็นหลายกลุ่มย่อยขึ้นอยู่กับโครงสร้างของพวกมัน รวมถึงอินโดล ควิโนลีน ไอโซควิโนลีน ไพริดีน ไพโรลิดีน ไพร์โรลิซิดีน โทรเพน สเตียรอยด์ และเทอร์พีนอยด์ ในบรรดาอัลคาลอยด์ประเภทต่างๆ เหล่านี้ อัลคาลอยด์อินโดลเป็นตัวแทนของการรวมตัวกันของโมเลกุลที่ประกอบด้วยไนโตรเจนที่ต่างกัน และมีอัลคาลอยด์ประเภทนี้อยู่หลายชนิด เนื่องจากมีการระบุพันธุ์ที่หลากหลาย กลุ่มย่อยต่อมาหลายกลุ่มจึงมีความแตกต่างกัน รวมถึงโยฮิมบัน (รีเซอร์พีน โยฮิมบีน และดีเซอร์พิดีน) อัลคาลอยด์สตริกโนส (สตริกนิน บรูซีน และโวมิซีน) เฮเทอโรโยฮิมบัน (อัจมาลิซีนและรีเซอร์ไพน์) อัลคาลอยด์วินคา ( วินบลาสทีน วินคริสทีน และ วินฟลูนีน), กระท่อมอัลคาลอยด์ (ไมทราจินีน), เออร์โกลีน/คลาวีเนต์อัลคาลอยด์ (เออร์จิน, เออร์โกตามีน และกรดไลเซอร์จิค), เบต้าคาร์โบลีน (ฮาร์มีนและฮาร์มาลีน), ทริปตามีน (แอลคาลอยด์และเซโรโทนิน) และอัลคาลอยด์ทาเบอร์นันธี ไอโบกา (โบเกน, โคโรนาริดีน และโวอาแคนจีนน์) ). อัลคาลอยด์อินโดลเหล่านี้สามารถพบได้ในสายพันธุ์จากพฤกษศาสตร์มากกว่า 30 วงศ์ เช่น Apocynaceae, Passifloraceae, Loganiaceae และ Rubiaceae นอกเหนือจากเชื้อรา