黄嘌呤生物碱——3-甲基黄嘌呤

概述

3-甲基黄嘌呤是一种化学物质，主要为黄嘌呤生物碱化合物，属于中枢神经兴奋剂。3-甲基黄嘌呤也被称为咖啡因，其分子式是C₆H₆N₄O₂，分子量是166.1374，性状一般为白色粉末。3-甲基黄嘌呤经人体摄入后可通过肝脏进行代谢，在代谢过程中会去除一个甲基。相关物质可以与上腺苷进行结合，同时不会激活受体，因此可以对腺苷和受体结合进行组织，达到提神的效果。不过如果腺苷被多次结合，可导致人体产生新的腺苷，此时一旦结合后提神的效果就会减退。

3-甲基黄嘌呤还可以对毛囊产生刺激性，促进毛发生长，对于改善斑秃、脱发等有很好的效果。此外应用相关物质还可以促进人体消化，预防消化不良，促进营养吸收，肥胖人群使用也可在一定程度上达到控制体重的效果，但是不可摄入过多。

物理参数

密度：1.83g/cm³

熔点：＞300℃

沸点：322.4℃ at 760 mmHg

闪点：148.8℃

合成

甲基脲和氰乙酸经缩合、环化制得3-甲基-4-氨基脲嘧啶(2)；2与亚硝酸盐经亲电加成制得3-甲基-4-氨基-5-亚硝基脲嘧啶(3)；3经加氢还原、酰化、闭环及酸化可以合成3-甲基黄嘌呤及其衍生物[1]。

纯化

实验考察了HZl6c型大孔吸附树脂对3-甲基黄嘌呤粗粉的纯化工艺。利用吸附及解吸的单因素影响试验，筛选树脂的最佳工艺条件。最佳纯化工艺条件为：HZl6c型大孔吸附树脂静态吸附量为22.5mg/g；上样液3-甲基黄嘌呤pH为9.5～10.0；解吸溶剂为60%乙醇溶液(pH10.0)，控制解吸速度为2.0mL/min，解吸体积约为3倍树脂体积(3BV)。该3-甲基黄嘌呤的纯化工艺路线收率达到75%，大孔吸附树脂HZl6c能有效纯化3-甲基黄嘌呤，工艺简捷，有一定工业化应用价值[2]。

含量测定

文献报道了一种母液中3-甲基黄嘌呤含量的测定方法。方法采用高效液相色谱法，分析柱为C18色谱柱，进行等度洗脱，流速1.0mL/min，检测波长273 nm，柱温为35℃。结果：3-甲基黄嘌呤浓度在100-800mg/L范围内呈良好线形关系，实验有较好的精密度，其RSD为0.21%。平均回收率为98.38%，RSD为0.29%。故而可得出结论：该检测方法操作性强、灵敏度高、准确、重复性好，可用于生产母液中3-甲基黄嘌呤的含量测定[3]。

应用

3-甲基黄嘌呤是重要的可可碱制备原料。具体包括如下步骤：（1）向反应釜加入3-甲基黄嘌呤，碳酸二甲酯和溶剂，在120～210℃，搅拌条件下反应2～11小时；（2）冷却至室温后，过滤，洗涤滤饼，然后将其在50～70℃减压干燥，得到的固体即为粗可可碱。所述的溶剂为水和低共熔溶剂中的一种或两种。上述制备方法不需调节pH值，不使用任何催化剂，降低了生产成本，3-甲基黄嘌呤转化率最高可达89.9%，可可碱选择性为98.2%[4]。

另外，有关研究还建立了瞬时受体电位通道蛋白1/4/5(TRPC1/TRPC4/TRPC5)选择性抑制剂HC-608的合成路线。以3-甲基黄嘌呤为起始原料，经过溴代，取代，成醚反应得到重要中间体7-(4-氯苄基)-8-((3-三氟甲氧基)苯氧基)-3-甲基黄嘌呤；该中间体与2-(3-溴丙氧基)四氢-2H-吡喃经取代反应，水解反应得到瞬时受体电位通道蛋白TRPC1/TRPC4/TRPC5选择性抑制剂HC-608。该研究考察了中间体的合成工艺并采用新工艺路线合成了HC-608，路线总收率为42%。HC-608的结构经1H-NMR，13C-NMR和MS谱确证，新合成路线简便，高效，为后续研究奠定了坚实基础[5]。

参考文献

[1]白洁,张月成,赵继全.新型3-甲基黄嘌呤衍生物的合成[J].合成化学, 2012, 20(6):4.DOI:10.3969/j.issn.1005-1511.2012.06.019.

[2]石磊,张雪梅,郝六平,等.一种3-甲基黄嘌呤纯化工艺研究[J].现代化工, 2015(8):4.DOI:CNKI:SUN:XDHG.0.2015-08-032.

[3]刘晖,石磊,王麟.高效液相法测定母液中的3-甲基黄嘌呤的含量[J].中国医药科学, 2014.DOI:CNKI:SUN:GYKX.0.2014-07-038.

[4]薛伟,杨瀚森,李芳,等.一种由3-甲基黄嘌呤甲基化制备可可碱的方法.CN202110174812.8.

[5]张博宇,高博闻.瞬时受体电位通道蛋白选择性抑制剂HC-608的合成工艺研究[J].中国药物化学杂志, 2020(1):4.DOI:CNKI:SUN:ZGYH.0.2020-01-007.