69-89-6/黃嘌呤

【背景及概述】^[1][2]

黃嘌呤（英語(yǔ)：xanthine），中文別名3，7-二氫-1H-嘌呤-2，6-二酮，2，6-二羥基嘌呤，CAS號(hào)9-89-6，分子式C₅H₄N₄O₂P，分子量152.11100，PSA 94.400000，密度1.637 g/cm³，熔點(diǎn)300℃，沸點(diǎn)834.9ºCat760mmHg，閃點(diǎn)458.7ºC，折射率1.5392(20ºC)。

黃嘌呤是一種廣泛分布于人體及其他生物體的器官及體液內(nèi)的一種嘌呤堿，常用作溫和的興奮劑和支氣管擴(kuò)張劑，特別用于治療哮喘癥狀。咖啡因、茶堿及可可堿（主要在巧克力中發(fā)現(xiàn)）等常見(jiàn)的溫和興奮劑均由黃嘌呤衍生出來(lái)。黃嘌呤也是嘌呤代謝后的產(chǎn)物，并會(huì)在黃嘌呤氧化酶的作用下轉(zhuǎn)換為尿酸。黃嘌呤是嘌呤衍生物，并且很少在核酸的成分中發(fā)現(xiàn)。黃嘌呤是由鳥嘌呤經(jīng)鳥嘌呤脫氨酶和次黃嘌呤經(jīng)黃嘌呤氧化酶作用形成的，它最終經(jīng)黃嘌呤氧化酶氧化成尿酸。黃嘌呤和尿酸在人體中的濃度高低，可以作為多種臨床疾病的生物標(biāo)志物，如周期性窒息，腦缺血，特別是高尿 酸血癥和痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎。因此檢測(cè)體內(nèi)黃嘌呤的含量有助于診斷及確定相關(guān)疾病。

【制備】^[1]

黃嘌呤由4-氨基-5-甲酰氨基脲嗪與甲酰胺在180-185℃反應(yīng)而得。

【檢測(cè)方法】^[2]

傳統(tǒng)檢測(cè)黃嘌呤的方法主要是高效液相色譜法，毛細(xì)管柱氣相色譜法，毛細(xì)管電泳法，熒光質(zhì)譜法以及電化學(xué)等方法。最新研究了一種以紙基芯片為平臺(tái)，利用金納米檢測(cè)黃嘌呤的方法，與已有技術(shù)相比，方法簡(jiǎn)單，不需要專業(yè)人員操作，避免了昂貴復(fù)雜儀器的使用，又可以批量地同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品，極大地縮短了檢測(cè)時(shí)間，使得該方法易于在偏遠(yuǎn)欠發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)用，對(duì)于相關(guān)疾病的及早診斷具有重要意義。其具體步驟為：

1）檸檬酸三鈉溶液與氯金酸溶液充分混合反應(yīng)，獲得由檸檬酸根包被金納米顆粒，用超純水稀釋后，加入硫酸氫鈉溶液，此溶液做檢測(cè)溶液；檸檬酸三鈉溶液與氯金酸溶液的體積比為3∶1～5∶1，優(yōu)選為3.88∶1。金納米顆粒的粒徑為10～15納米，優(yōu)選為13納米。金納米會(huì)強(qiáng)烈的吸 附含有胺基的物質(zhì)，而黃嘌呤含有四個(gè)胺基，提供了多個(gè)吸附位點(diǎn)。所述的檢測(cè)溶液，其中硫酸氫鈉的最終濃度為0～2mmol/L。所述的檢測(cè)溶液，其中金納米顆粒的濃度為0～10nmol/L。

2）將不同濃度的黃嘌呤標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液分別與檢測(cè)溶液混合，充分反應(yīng)；所述的黃嘌呤標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度范圍為0～2.00ppm。所述的充分反應(yīng)，其反應(yīng)時(shí)間至少為2min。如果低于2min時(shí)，若樣品中含有的黃嘌呤濃度較低，金納米與黃嘌呤之間的吸附不夠完全，則顏色變化不明顯。所述的樣品溶液可以是含黃嘌呤及其它水溶性雜質(zhì)樣品的水溶液，也可以是經(jīng)處理除去蛋白的血清、尿樣等生物樣品。

3）將反應(yīng)后混合液滴在紙基芯片上，干燥后用手機(jī)拍照并用軟件分析 照片的RGB顏色強(qiáng)度，便可以精確的計(jì)算溶液中的黃嘌呤的濃度，進(jìn)而求得樣品中黃嘌呤的含量，含量是指質(zhì)量體積濃度。計(jì)算溶液中黃嘌呤的含量具體為：取顏色強(qiáng)度中的藍(lán)色色值和紅色色值，并以它們的比值為縱坐標(biāo)，以不同濃度的黃嘌呤為橫坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，將樣品溶液的色值比值帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算可得樣品溶液中黃嘌呤的含量。

【應(yīng)用】^[1][3]

黃嘌呤主要用于生化研究和有機(jī)合成，是藥物可可豆堿的中間體，還可用于制備其它黃嘌呤類似物。常見(jiàn)的黃嘌呤化合物有咖啡因（caffeine）、茶堿（theophylline）及可 可堿等?？Х纫蚝筒鑹A常作為天然腺苷拮抗劑，具有止痛或抑制哮喘等作用。 由于咖啡因和茶堿都含有一個(gè)共同的母核結(jié)構(gòu)?黃嘌呤，人們開始大量的研究合成黃嘌呤類化合物作為腺苷受體拮抗劑，其中尤其以8位?取代的黃嘌呤化合物倍受青睞。在8位?取代的黃嘌呤化合物的研究基礎(chǔ)上，化學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出了一系列臨床有效的藥物分子。應(yīng)用舉例如下：

一種8?芳基或烯基取代的黃嘌呤化合物的制備方法，先以廉價(jià)的銅鹽為催化劑實(shí)現(xiàn)黃嘌呤化合物8?位C?H鍵與二硫化合物的反應(yīng)，一步就能夠順利地制備8?硫雜黃嘌呤化合物，制備簡(jiǎn)單，產(chǎn)率高，再8?硫雜黃嘌呤化合物與硼酸類化合物反應(yīng)，得到8?芳基或烯基取代的黃嘌呤化合物，制備簡(jiǎn)單，產(chǎn)率高。具體包括以下步驟：

1）在銅鹽催化劑的作用下，式II結(jié)構(gòu)的黃嘌呤化合物與式III結(jié)構(gòu)的二硫化合物在第一有機(jī)溶劑中進(jìn)行第一反應(yīng)生成式I結(jié)構(gòu)的8?硫雜黃嘌呤化合物；

2）在三(二亞芐基丙酮)二鈀和噻吩?2?甲酸亞銅作用下，式I結(jié)構(gòu)的8?硫雜黃嘌呤化合物與式IV結(jié)構(gòu)的化合物在第二有機(jī)溶劑中進(jìn)行第二反應(yīng)生成式V結(jié)構(gòu)的8?芳基或烯基取代的黃嘌呤化合物如下：

（式V中，R1、R2、R3為甲基、乙基、芐基、正丁基、異丁基、烯丙基或2?嘧啶基，R1、R2和R3相同或不相同，R5為苯基、2?呋喃基、苯乙烯基、取代的苯基、取代的2?呋喃基或取代的苯乙烯基；式I中的R1、R2、R3與式 V中的R1、R2、R3具有相同含義，R4為乙基、正丙基、苯基、芐基、環(huán)己基、對(duì)甲苯基、2?萘基、對(duì)氯苯基、對(duì)溴苯基或者3?硝基苯基；式IV中的 R5與式V中的R5具有相同含義；式II中R1、R2、R3與式I中的R1、R2、R3具有相同含義；式III中的R4與式I中的R4具有相同含義。當(dāng)然，R1、R2、R3還可選用其它烷基，R4還可選用其它取代的芳香取代基。）

【主要參考資料】

[1] https://baike.molbase.cn/cidian/29018

[2] 張敏；趙甜甜；胡坪；王月榮；章弘揚(yáng).一種快速檢測(cè)黃嘌呤的方法. CN201510703661.5，申請(qǐng)日2015-10-26

[3] 羅芳;金雅莉;何祖鶯;朱鋼國(guó).一種8-芳基或烯基取代的黃嘌呤化合物的制備方法. CN201310186221.8，申請(qǐng)日2013-05-17