69-89-6/黃嘌呤

【背景及概述】^[1][2]

黃嘌呤（英語：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9-89-6，分子式C₅H₄N₄O₂P，分子量152.11100，PSA 94.400000，密度1.637 g/cm³，熔點300℃，沸點834.9ºCat760mmHg，閃點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的一種嘌呤堿，常用作溫和的興奮劑和支氣管擴張劑，特別用于治療哮喘癥狀。咖啡因、茶堿及可可堿（主要在巧克力中發現）等常見的溫和興奮劑均由黃嘌呤衍生出來。黃嘌呤也是嘌呤代謝后的產物，并會在黃嘌呤氧化酶的作用下轉換為尿酸。黃嘌呤是嘌呤衍生物，并且很少在核酸的成分中發現。黃嘌呤是由鳥嘌呤經鳥嘌呤脫氨酶和次黃嘌呤經黃嘌呤氧化酶作用形成的，它最終經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志物，如周期性窒息，腦缺血，特別是高尿 酸血癥和痛風性關節炎。因此檢測體內黃嘌呤的含量有助于診斷及確定相關疾病。

【制備】^[1]

黃嘌呤由4-氨基-5-甲酰氨基脲嗪與甲酰胺在180-185℃反應而得。

【檢測方法】^[2]

傳統檢測黃嘌呤的方法主要是高效液相色譜法，毛細管柱氣相色譜法，毛細管電泳法，熒光質譜法以及電化學等方法。最新研究了一種以紙基芯片為平臺，利用金納米檢測黃嘌呤的方法，與已有技術相比，方法簡單，不需要專業人員操作，避免了昂貴復雜儀器的使用，又可以批量地同時檢測多個樣品，極大地縮短了檢測時間，使得該方法易于在偏遠欠發達地區應用，對于相關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，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，優選為3.88∶1。金納米顆粒的粒徑為10～15納米，優選為13納米。金納米會強烈的吸 附含有胺基的物質，而黃嘌呤含有四個胺基，提供了多個吸附位點。所述的檢測溶液，其中硫酸氫鈉的最終濃度為0～2mmol/L。所述的檢測溶液，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準溶液和樣品溶液分別與檢測溶液混合，充分反應；所述的黃嘌呤標準溶液的濃度范圍為0～2.00ppm。所述的充分反應，其反應時間至少為2min。如果低于2min時，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樣品的水溶液，也可以是經處理除去蛋白的血清、尿樣等生物樣品。

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

【應用】^[1][3]

黃嘌呤主要用于生化研究和有機合成，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。常見的黃嘌呤化合物有咖啡因（caffeine）、茶堿（theophylline）及可 可堿等。咖啡因和茶堿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共同的母核結構?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上，化學家已經開發出了一系列臨床有效的藥物分子。應用舉例如下：

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

1）在銅鹽催化劑的作用下，式II結構的黃嘌呤化合物與式III結構的二硫化合物在第一有機溶劑中進行第一反應生成式I結構的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結構的8?硫雜黃嘌呤化合物與式IV結構的化合物在第二有機溶劑中進行第二反應生成式V結構的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、環己基、對甲苯基、2?萘基、對氯苯基、對溴苯基或者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.一種快速檢測黃嘌呤的方法. CN201510703661.5，申請日2015-10-26

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