Bromowodorek skopolaminy(Link do produktu:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) jest powszechnym lekiem o różnych efektach terapeutycznych, takich jak zez antycholinergiczny, znieczulający i neuropatyczny. Według wielu prób syntezy przeprowadzonych przez Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd Chemical Laboratory, jego struktura chemiczna zawiera wiele pierścieni, estrów i hydrolizowanych glikozydów cholinowych, więc istnieje wiele metod syntezy. W tym artykule przeanalizujemy zasady, cechy, zalety i wady tych metod oraz omówimy ich zastosowania kliniczne.
1. Metoda syntezy Trosta:
Bromowodorek skopolaminy jest organicznym alkaloidem o różnych efektach, takich jak antycholinergiczne, przeciwnarkotyczne, przeciwdepresyjne i przeciwlękowe. Jest to lek szeroko stosowany w medycynie klinicznej. Synteza Trosta jest skuteczną metodą otrzymywania bromowodorku skopolaminy. Zaletą tej metody jest to, że warunki reakcji są łagodne, a wydajność wysoka, ale wymaga stosowania drogich katalizatorów i odczynników, a także wiąże się z pewnymi zagrożeniami dla środowiska i bezpieczeństwa.
Podstawową zasadą metody syntezy Trosta jest wprowadzenie wymaganej czteroczłonowej struktury pierścieniowej do cząsteczki prekursora skopolaminy poprzez reakcję Detroit, a finalnie uzyskanie bromowodorku skopolaminy. Oto szczegółowe kroki:
(1) Przygotowanie cząsteczki prekursora skopolaminy
Najpierw należy przygotować cząsteczkę prekursora skopolaminy. Ta cząsteczka prekursora jest zwykle poddawana reakcji z atropiną i chloroacetimidem w celu wytworzenia N-acetyloatropiny. Reakcję prowadzono w temperaturze pokojowej iw celu przyspieszenia reakcji do roztworu reakcyjnego dodano 1,5 równoważnika trimetyloaminy. Po reakcji rozcieńcz wodą, doprowadź pH do około 10 za pomocą NaOH, wyekstrahuj produkt z roztworu reakcyjnego, ponownie doprowadź pH do 8-9 za pomocą NaOH i na koniec uzyskaj pożądaną cząsteczkę prekursora skopolaminy.
(2) Wprowadzenie czteroczłonowej struktury pierścienia
Rozpuść przygotowane cząsteczki prekursora skopolaminy w mieszanym roztworze sulfotlenku dimetylu (DMSO) i wody, a następnie dodaj wodorotlenek sodu (NaOH), aby uzyskać pH między 9-10. W tym momencie dodano tetracyklinę TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-izopropylideno- -D-pentaoctan glukozy) i acetofenon sodu (NAS). Po rozpoczęciu reakcji w roztworze pojawi się żółta struktura wielościenna Troposfere, która jest nowo utworzoną czteroczłonową strukturą pierścieniową.
(3) Rozszczepienie tetracykliny i usunięcie TIPSO
Reakcję wykluczania pozostawiono na 1 godzinę, a następnie dodano pewną ilość wodnego metanolu w celu promowania profilu wydłużania cząsteczek prekursora skopolaminy i tetracykliny TIPSO i NAS. Następnie tetracyklinę TIPSO i NAS usunięto stężonym kwasem chlorowodorowym i do roztworu dodano wodorotlenek sodu w celu doprowadzenia pH do 8-9. Ostatecznie powstanie biały stały osad, który jest pożądanym bromowodorkiem skopolaminy.
Podsumowując, synteza Trost znacznie poprawiła skuteczność i stabilność skopolaminy poprzez wprowadzenie efektywnej czteroczłonowej struktury pierścieniowej. Ta metoda jest prosta i wykonalna i jest bardzo ważną metodą produkcji skopolaminy.
2. Metoda syntezy Robinsona:
Bromowodorek skopolaminy jest lekiem antycholinergicznym stosowanym między innymi w leczeniu choroby lokomocyjnej, zaburzeń żołądkowo-jelitowych i zaburzeń ruchowych. Metoda syntezy Robinsona jest jedną ze skutecznych metod syntezy bromowodorku skopolaminy. Metoda polega na skonstruowaniu czteroczłonowej struktury pierścieniowej w dwóch kluczowych etapach reakcji i przekształceniu jej w bromowodorek skopolaminy za pomocą kwasu bromowodorowego. Oto szczegółowe kroki:
(1) Synteza kwasu 2-metoksykarbonylopirydyny-5-karboksylowego
W pierwszej kolejności należy przygotować kwas 2-metoksykarbonylopirydyny-5-karboksylowy, który jest syntetycznym półproduktem bromowodorku skopolaminy. Reakcja wymaga 2-hydroksypirydyny i chlorku acetylu jako materiałów wyjściowych i jest prowadzona w obecności zasady. Najpierw dodaj kroplami wodorotlenek sodu do 2-hydroksypirydyny z acetonem, aby wytworzyć sól sodową, a następnie dodaj chlorek acetylu. Po zakończeniu reakcji zakwaszenie daje kwas 2-metoksykarbonylopirydyny-5-karboksylowy.
(2) Otrzymywanie 7-metoksykarbonylopirydyn[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-onu przez cyklizację
Następnie musisz użyć 2-metoksykarbonylopirydyny-5-kwasu karboksylowego do syntezy 7-metoksykarbonylopirydyny[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-on, cząsteczki prekursora bromowodorku skopolaminy. Ta etapowa reakcja jest przeprowadzana przez reakcję zamknięcia pierścienia Robinsona. Najpierw dodano NaOEt w etanolu i kwas 2-metoksykarbonylopirydyno-5-karboksylowy rozpuszczono w octanie etylu. Następnie do reagenta dodaje się bardzo małą ilość katalizatora aldehydowego, który działa jako inicjator reagenta. W miarę postępu reakcji tworzenie związków cyklicznych staje się coraz bardziej widoczne. W procesie tym należy zwrócić uwagę na takie czynniki jak stężenie reagenta, czas reakcji, ilość dodawanego katalizatora oraz dobór rozpuszczalnika, tak aby można było regulować przebieg reakcji.
(3) Wytwarzanie bromowodorku skopolaminy przez redukcję przez uwodornienie
Wreszcie 7-metoksykarbonylopirydyna[4,3-e]-1,2,{5}}triazol-8(1H)-on musi zostać przekształcony w bromowodorek skopolaminy. Można to osiągnąć za pomocą reakcji uwodorniania-redukcji, zwykle w warunkach kwaśnych. Najpierw dodaj 7-metoksykarbonylopirydyn[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on i PtO2 jako katalizator do kolbie reakcyjnej, następnie dodać wodór i reagować przez około 6 godzin. Roztwór reakcyjny ekstrahowano octanem etylu i pH doprowadzono za pomocą NaOH, a następnie rozpuszczono w kwasie bromowodorowym z wytworzeniem pożądanego bromowodorku skopolaminy.
Podsumowując, metoda syntezy Robinsona konstruuje czteroczłonową strukturę pierścienia bromowodorku skopolaminy poprzez dwa kluczowe etapy reakcji, a mianowicie reakcję zamknięcia pierścienia Robinsona i reakcję redukcji uwodornienia, a ostatecznie z powodzeniem syntetyzuje bromowodorek skopolaminy. Metoda syntezy Robinsona charakteryzuje się mniejszą liczbą etapów reakcji i prostą obsługą, ale łatwo ją zanieczyścić, wydajność jest niska i potrzeba więcej odczynników. Jest to skuteczna metoda przygotowania bromowodorku skopolaminy.
3. Metoda syntezy enzymatycznej:
Synteza enzymatyczna jest nową i przyjazną dla środowiska metodą wydajnej syntezy bromowodorku skopolaminy w łagodnych warunkach reakcji. Synteza enzymatyczna odnosi się do metody wykorzystania katalizy enzymatycznej do promowania reakcji syntezy organicznej, a tym samym wydajnej i selektywnej syntezy cząsteczek docelowych. W odróżnieniu od tradycyjnej metody syntezy chemicznej, metoda syntezy enzymatycznej ma zalety wysokiej wydajności, zieleni, łagodności itp. I charakteryzuje się wysoką czystością produktu i małymi reakcjami ubocznymi, dlatego poświęcono jej wiele uwagi i badań.
Enzymatyczna synteza bromowodorku skopolaminy jest katalizowana przez naturalne enzymy, które są wysoce specyficznymi naturalnymi enzymami, które mogą skutecznie katalizować tworzenie wiązań amidowych między grupami karboksylowymi i aminowymi w cząsteczkach bromowodorku skopolaminy. Poszczególne etapy enzymatycznej syntezy bromowodorku skopolaminy są następujące:
Krok 1: Enzym obróbki wstępnej
Po pierwsze, do aktywacji i stabilizacji enzymu wymagana jest wstępna obróbka enzymatyczna bromowodorku skopolaminy. Proces obróbki obejmuje głównie etapy ekstrakcji enzymu, rafinacji, zatężania i liofilizacji, co może poprawić wydajność katalityczną i stabilność katalityczną enzymu.
Krok 2: Potraktuj podłoże przed reakcją
Do układu reakcyjnego dodać substrat potrzebny do syntezy bromowodorku skopolaminy. Substrat musi być najpierw poddany wstępnej obróbce, a dzięki niektórym reakcjom chemicznym może lepiej łączyć się z enzymem reakcyjnym i tworzyć kompleks. Ogólnie, wstępną obróbkę substratu można osiągnąć sposobami takimi jak chromatografia kolumnowa na żelu agarozowym lub chromatografia powinowactwa z usieciowaniem.
Krok 3: Reakcja enzymatyczna
Substrat poddany wstępnej obróbce i enzym poddany wstępnej obróbce miesza się razem i poddaje reakcji w odpowiednich warunkach reakcji. Warunki reakcji ogólnie obejmują różne czynniki, takie jak wartość pH, temperatura, czas reakcji i stężenie reagenta. Układ reakcyjny musi być utrzymywany w odpowiedniej temperaturze i zakresie pH, aby osiągnąć najlepszą aktywność katalityczną enzymu. Czas reakcji zmienia się w zależności od stężenia reagentów, a ogólny czas wynosi około kilku godzin.
Krok 4: Koniec reakcji
Po zakończeniu reakcji należy zastosować pewne metody leczenia układu reakcyjnego. Ogólnie rzecz biorąc, układ reakcyjny można poddać obróbce rozpuszczalnikiem, odparowaniem lub inną metodą chemiczną w celu usunięcia niepożądanych zanieczyszczeń i uczynienia produktu bardziej czystym.
Krok 5: Wyizoluj i oczyść produkt
Produkty bromowodorku skopolaminy o wysokiej czystości można otrzymać za pomocą odpowiednich metod rozdzielania i oczyszczania, takich jak destylacja przeciwprądowa, ekstrakcja, chromatografia kolumnowa itp.
Zalety metody syntezy enzymatycznej bromowodorku skopolaminy:
(1) Przyjazny dla środowiska i zielony: W porównaniu z tradycyjnymi metodami syntezy chemicznej, synteza enzymatyczna nie wymaga dużej ilości toksycznych i szkodliwych rozpuszczalników, odczynników i innych substancji, dzięki czemu jest przyjazna dla środowiska i ekologiczna.
(2) Wydajna selektywność: Metoda syntezy enzymatycznej może skutecznie katalizować syntezę docelowych produktów i ma wysoką selektywność, dzięki czemu może zmniejszyć ilość produktów odpadowych i ilość użytego katalizatora enzymatycznego.
(3) Wysoka czystość produktu: Produkt wytwarzany metodą syntezy enzymatycznej ma wysoką czystość i niską zawartość zanieczyszczeń, więc nie są wymagane żadne dodatkowe etapy oczyszczania, co może zaoszczędzić czas i koszty.
(4) Łagodne warunki reakcji: Warunki reakcji metody syntezy enzymatycznej są stosunkowo łagodne, a temperatura reakcji wynosi na ogół od temperatury pokojowej do 40 stopni, dzięki czemu może zachować naturalną strukturę i aktywność fizjologiczną substratu reakcji i skutecznie utrzymać trójwymiarowa konfiguracja oryginalnej cząsteczki i głównej funkcji.
(5) Szerokie perspektywy uprzemysłowienia komercyjnego: Enzym jest biokatalizatorem powszechnie występującym w przyrodzie i ma szerokie perspektywy zastosowania. Ze względu na duże zapotrzebowanie na bromowodorek skopolaminy, szerokie perspektywy rynkowe i znaczną wartość ekonomiczną, enzymatyczna synteza bromowodorku skopolaminy ma tę zaletę, że ma szerokie perspektywy przemysłowego uprzemysłowienia.
Podsumowując, enzymatyczna synteza bromowodorku skopolaminy jest wydajną, przyjazną dla środowiska, wysoce selektywną i czystą metodą syntezy o szerokich perspektywach zastosowania. Ta metoda może zapewnić nowy sposób przemysłowej produkcji bromowodorku skopolaminy.