鸟嘌呤常用于工业生产与医药加工中,具有十分重要的作用,因该物质本身危害较小,故而受到业内人员高度重视。但是,要想保证鸟嘌呤质量以及安全性,必须根据应用方向以及现有条件选择适当方法,如此不仅可以保证产品质量与稳定性,同时可减少生产成本支出,减少不必要的麻烦。由此可见,对鸟嘌呤生产而言制备方法具有十分重要的作用,和诸多方法相比,生物法优势显著,既可以突出产品生物特点,同时最大限度规避潜在风险。
1鸟嘌呤概述
鸟嘌呤是有机化合物范畴内的产物,大多以黄色或白色为主,保持晶状粉末状,易于吸收放射紫外光,在鸟苷和鸟苷酸中占有十分重要的位置。常规情况下,鸟嘌呤分布在动物体内或植物中,是构建核酸的主要条件之一。鸟嘌呤是基于新陈代谢形成的物质,包含共轭双键下的稠合嘧啶_咪唑环,是核酸不可或缺的重要组成。N9和或脱氧核糖C1主要通过β-糖苷键形成鸟苷。除此之外,鸟嘌呤也常作为原料应用于各个领域中,没有毒性成分不会危害人体健康。一般情况下,鸟嘌呤用于各类化妆产品生产,例如唇膏、眼霜等。
2资料与方法
2.1实验仪器与试剂
2.1.1实验仪器
101型电热股风干燥箱;JJ-1精密增力电动搅拌器;DZHW型调温电热套。
2.1.2实验试剂
2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐;甲酸钠。
2.2合成实验
2.2.1粗品鸟嘌呤的制备
按照既定比例向实验器皿内倒入2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐、甲酸钠和甲酸等多种物质,将回流反应整体时长控制在8h左右,反应过程中加强温度控制,上限不得超过110℃,下限不得低于105℃,反应结束之后将装置用于蒸馏处理,通过这种方式提出甲酸并收取,待温度低落至80℃后加入适量水,待溶液完全冷却之后,再次过滤液体,之后对其进行水洗、抽干等一系列操作。
2.2.2鸟嘌呤盐酸盐的制备
对得到的粗品进行测定掌握其重量,基于此确定稀释盐、活性炭等用量,依照事先设计的比例将上述物质放入实验器皿内,随后加入粗品鸟嘌呤和盐酸溶液,不断搅拌并对器皿进行加热操作,待混合液体温度上升至85℃之后,对液体进行恒温处理,确保所有材料完全溶解,溶液呈现出均匀特点,将活性炭加入之后保持恒温状态,随后进行过滤操作,当溶液温度下降至10℃后,抽滤得鸟嘌呤盐酸盐(不要烘干),称湿重,观察颜色。
2.2.3鸟嘌呤的精制
按湿鸟嘌呤盐酸盐20 g、去离子水200 ml、氨水7.5 ml的比例,用氨水和去离子水配制氨水溶液,室温下加入湿鸟嘌呤,慢搅拌(10~20 r/min)30 min,测水溶液pH=7.5;如果pH<7,继续滴加氨水测定直至pH=7,反应1.5 h;如果pH>7.5继续反应1.5 h,然后抽滤、水洗3遍,抽干,然后于100℃烘干,称得产品。
2.2.4原料物质的量配比对产率的影响
原料物质的量配比对产率的影响较大,对原料物质的量配比作考察。2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐(20 g)与甲酸(100 ml)的量不变,分别改变甲酸钠的加入量。
2.2.5反应时间对产率的影响
反应时间对产率有一定的影响,考察在105~110℃、压力不变下,投料量最佳摩尔配比为1∶1.5时反应时间对产率的影响。
3结果
3.1原料物质的量配比对产率的影响
当物质的量比超过1∶1.5时,其转化率没有明显提高,从原料成本考虑,控制2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐与甲酸钠的物质的量比在1∶1.5为宜。
3.2反应时间对产率的影响
该反应的最佳反应时间控制在8 h。
3.3反应原料对产率的影响
以铁粉还原得到的2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐为原料制得的鸟嘌呤的产率和质量比以氢还原得到的2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐为原料制得的好。
3.4结论
以甲酸钠法合成鸟嘌呤的最佳工艺条件为:以铁粉还原得到的2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐为原料,甲酸钠与2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐的物质的量比为1.5∶1,反应时间8 h,温度105~110℃。在最佳的反应条件下,提高甲酸的浓度有利于鸟嘌呤产率和质量的提高。
4讨论
鸟嘌呤是以黄色或白色为主的粉末状产物,与氢氧化铵、氢氧化碱等接触之后会迅速溶解,难以溶解于乙醇或乙醚环境下,正常情况下几乎不会溶解于水中。当环境温度达到360摄氏度以上后,部分鸟嘌呤会在高温环境影响下进行升华,多保持游离状态,附着在动物排泄物中,同时与脱氧核糖核酸相结合。环境温度达到100摄氏度之后,盐酸盐单水合物中水分会流失,温度上升至200摄氏度之后,氯元素将转化为氢元素,从而生成鸟嘌呤。从生物角度来看,首先要制备黄嘌呤核苷酸,采取氧化方式对其处理,如此即可获得黄嘌呤苷酸,采用氨基进行处理即可制成鸟嘌呤核苷酸。而鸟嘌呤及其核苷合成鸟嘌呤核苷酸旨在弥补核苷酸代谢存在的缺陷。利用鸟苷酸环化酶生成3’,5’-环鸟苷酸,这类物质在生物体内占比较低,但其具有的作用不容忽略,是发挥生物功能最为有效的方式。
以下是合成鸟嘌呤的常规方式:第一,将2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐放入同一实验器皿内,由此制备鸟嘌呤。第二将2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐与甲酸、甲酸铵三者混合在一起,当彼此之间发生反应之后即可制成N-5-甲酰基-2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶,随后与浓度适中的甲酸混合在一起,如此节课生成鸟嘌呤。第三,将5-氨基-4-咪唑甲酰胺和苯甲酰异硫酸等与一定量的水混合在一起,经水解处理之后可以获得-氨基-4-咪唑甲酰胺,将其放入由醋酸铜构建的环境,如此可制成鸟嘌呤。第四,通过甲酸对2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐和甲酸钠进行催化处理,调整压力待回流反应结束之后即可获得鸟嘌呤。此次实验主要采取最后一种方法制备鸟嘌呤,选择甲酸作为反应辅助条件,最大程度减少杂质生成。这种工艺方法是通过甲酸催化的方式为产品提供质量保障,同时将生产污染控制在允许范围内,规避质量问题。该方法操作便捷,工艺简单易于付诸实践,利于控制鸟嘌呤生成流程,缩短反应时长,可用于大规模生产,应用效果更佳。
5结语
总而言之,由上述分析内容可以看出,对鸟嘌呤生产而言方法选择具有十分重要的意义,尽管鸟嘌呤生产方法繁多,但生物法不仅可以突出产品生物特点,且经济性显著,操作便捷流程简单,保证产品质量与安全性,故而受到业内人士高度青睐。文章通过专项实验对生物法加以验证,了解生物法运用过程中生成的各种影响,基于此确定制备过程中各项参数设置,包括温度、时长等。
参考文献
[1]高昭,赵宇昊,何易祥,等.基于DNA水凝胶药物输送及在骨组织工程研究中的应用[J].中国组织工程研究,2022,26(27):7.
[2]孔丽君,曹思邈,刘姝晗,等.富含鸟嘌呤序列的RNA结合因子(GRSF1)研究进展[J].生命科学,2021,33(9):8.
[3]陈丽莉,代晶,郑彦文,等.FHL2通过MGMT影响胶质母细胞瘤U87细胞对替莫唑胺的耐药性[J].中国肿瘤生物治疗杂志,2023,30(1):8.