Skopolaminhydrobromid(Produktlenke:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamin-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) er et vanlig medikament med ulike terapeutiske effekter som antikolinergisk, anestetisk og nevropatisk skjeling. I følge flere syntetiske forsøk fra Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd Chemical Laboratory, inneholder dens kjemiske struktur flere ringer, estere og hydrolyserte kolinglykosider, så det er mange syntetiske metoder. Denne artikkelen vil analysere prinsippene, egenskapene, fordelene og ulempene ved disse metodene, og diskutere deres kliniske anvendelser.
1. Trost-syntesemetode:
Scopolaminhydrobromid er et organisk alkaloid med ulike effekter som antikolinerg, anti-narkotisk, anti-depressiv og anti-angst. Det er et stoff som er mye brukt i klinisk medisin. Trost-syntesen er en effektiv metode for fremstilling av Scopolaminhydrobromid. Fordelen med denne metoden er at reaksjonsforholdene er milde og utbyttet er høyt, men det må brukes dyre katalysatorer og reagenser, og det er visse miljø- og sikkerhetsfarer.
Det grunnleggende prinsippet for Trost-syntesemetoden er å introdusere den nødvendige fireleddede ringstrukturen i Scopolamin-forløpermolekylet gjennom Detroit-reaksjonen, og til slutt oppnå Scopolaminhydrobromid. Her er de detaljerte trinnene:
(1) Fremstilling av Scopolamin-forløpermolekyl
Først må Scopolamin-forløpermolekylet forberedes. Dette forløpermolekylet blir vanligvis reagert med atropin og kloroacetimid for å produsere N-acetylatropin. Reaksjonen ble utført ved romtemperatur, og 1,5 ekvivalenter trimetylamin ble tilsatt til reaksjonsløsningen for å fremme reaksjonen. Etter reaksjonen, fortynn med vann, juster pH til ca. 10 med NaOH, ekstraher produktet fra reaksjonsløsningen, juster pH til 8-9 igjen med NaOH, og oppnå til slutt det ønskede forløpermolekylet av Scopolamin.
(2) Introduserer en fireleddet ringstruktur
Løs opp de tilberedte Scopolamin-forløpermolekylene i en blandet løsning av dimetylsulfoksid (DMSO) og vann, og tilsett deretter natriumhydroksid (NaOH) for å få pH mellom 9-10. På dette tidspunktet ble tetracyklin TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-isopropyliden- -D-glukosepentaacetat) og natriumacetofenon (NAS) tilsatt. Etter at reaksjonen starter, vil en gul Troposfere polyhedral struktur vises i løsningen, som er en nyprodusert fireleddet ringstruktur.
(3) Spaltning av tetracyklin og fjerning av TIPSO
Eksklusjonsreaksjonen fikk stå i 1 time, og deretter ble en viss mengde vandig metanol tilsatt for å fremme ekstensjonsprofilen til Scopolamin-forløpermolekyler og tetracyklin TIPSO og NAS. Deretter ble tetracyklin TIPSO og NAS fjernet med konsentrert saltsyre, og natriumhydroksid ble tilsatt til løsningen for å justere pH til 8-9. Til slutt vil det dannes et hvitt fast bunnfall, som er det ønskede Scopolaminhydrobromidet.
Som konklusjon forbedret Trost-syntesen effektiviteten og stabiliteten til Scopolamin betydelig ved å introdusere en effektiv fireleddet ringstruktur. Denne metoden er enkel og gjennomførbar, og er en svært viktig metode for Scopolamin-produksjon.
2. Robinson syntesemetode:
Scopolaminhydrobromid er et antikolinergisk legemiddel som brukes til å behandle blant annet reisesyke, gastrointestinale lidelser og bevegelsesforstyrrelser. Robinson-syntesemetoden er en av de effektive metodene for syntese av Scopolaminhydrobromid. Metoden går ut på å konstruere en fireleddet ringstruktur gjennom to sentrale reaksjonstrinn, og konvertere den til Scopolaminhydrobromid med hydrobromsyre. Følgende er de detaljerte trinnene:
(1) Syntese av 2-metoksykarbonylpyridin-5-karboksylsyre
For det første er det nødvendig å fremstille 2-metoksykarbonylpyridin-5-karboksylsyre, som er et syntetisk mellomprodukt av Scopolaminhydrobromid. Reaksjonen krever 2-hydroksypyridin og acetylklorid som utgangsmaterialer og utføres i nærvær av en base. Tilsett først natriumhydroksid dråpevis til 2-hydroksypyridin med aceton for å generere natriumsalt, og tilsett deretter acetylklorid. Etter at reaksjonen er fullført, gir surgjøring 2-metoksykarbonylpyridin-5-karboksylsyre.
(2) Fremstilling av 7-metoksykarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on ved ringslutning
Deretter må du bruke 2-metoksykarbonylpyridin-5-karboksylsyre for å syntetisere 7-metoksykarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-on, Scopolaminhydrobromid-forløpermolekyler. Denne trinnreaksjonen utføres ved Robinson-ringlukkingsreaksjon. Først ble NaOEt tilsatt i etanol, og 2-metoksykarbonylpyridin-5-karboksylsyre ble oppløst med etylacetat. Deretter tilsettes en svært liten mengde aldehydkatalysator til reaktanten, og katalysatoren fungerer som en initiator for reaktanten. Etter hvert som reaksjonen fortsetter, blir dannelsen av sykliske forbindelser mer og mer tydelig. I denne prosessen er det nødvendig å ta hensyn til faktorer som konsentrasjonen av reaktanten, reaksjonstiden, mengden av tilsatt katalysator og valg av løsningsmiddel, slik at reaksjonen kan reguleres.
(3) Fremstilling av Scopolaminhydrobromid ved hydrogeneringsreduksjon
Til slutt må 7-metoksykarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on omdannes til Scopolaminhydrobromid. Dette kan oppnås ved en hydrogeneringsreduksjonsreaksjon, vanligvis under sure forhold. Sett først 7-metoksykarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on og PtO2 som en katalysator i reaksjonskolbe, tilsett deretter hydrogen og reager i ca. 6 timer. Reaksjonsløsningen ble ekstrahert med etylacetat og pH ble justert med NaOH, og deretter oppløst med hydrobromsyre for å generere det ønskede Scopolaminhydrobromid.
Avslutningsvis konstruerer Robinson-syntesemetoden den fireleddede ringstrukturen til Scopolaminhydrobromid gjennom to viktige reaksjonstrinn, nemlig Robinson-ringlukkingsreaksjon og hydrogeneringsreduksjonsreaksjon, og syntetiserer til slutt med suksess Scopolaminhydrobromid. Robinson-syntesemetoden har egenskapene til færre reaksjonstrinn og enkel betjening, men det er lett å bli forurenset, utbyttet er lavt, og det trengs flere reagenser. Det er en effektiv metode for fremstilling av Scopolaminhydrobromid.
3. Enzymatisk syntesemetode:
Enzymatisk syntese er en ny og miljøvennlig metode for effektiv syntese av Scopolaminhydrobromid under milde reaksjonsforhold. Enzymatisk syntese refererer til metoden for å bruke enzymkatalyse for å fremme organiske syntesereaksjoner, og derved effektivt og selektivt syntetisere målmolekyler. Forskjellig fra den tradisjonelle kjemiske syntesemetoden, har den enzymatiske syntesemetoden fordelene med høy effektivitet, grønnhet, mildhet, etc., og har egenskapene til høy produktrenhet og små sidereaksjoner, så den har fått omfattende oppmerksomhet og forskning.
Den enzymatiske syntesen av Scopolaminhydrobromid katalyseres av naturlige enzymer, som er svært spesifikke naturlige enzymer som effektivt kan katalysere dannelsen av amidbindinger mellom karboksyl- og aminogrupper i Scopolaminhydrobromidmolekyler. De spesifikke trinnene for enzymatisk syntese av Scopolaminhydrobromid er som følger:
Trinn 1: Forbehandlingsenzym
For det første kreves enzymforbehandling av Scopolaminhydrobromid for å aktivere og stabilisere enzymet. Behandlingsprosessen inkluderer hovedsakelig trinnene enzymekstraksjon, raffinering, konsentrasjon og frysetørking, som kan forbedre den katalytiske effektiviteten og katalytiske stabiliteten til enzymet.
Trinn 2: Behandle underlaget før reaksjonen
Tilsett substratet som trengs for å syntetisere Scopolaminhydrobromid inn i reaksjonssystemet. Substratet må forbehandles først, og gjennom noen kjemiske reaksjoner kan det bedre kombineres med reaksjonsenzymet og danne et kompleks. Generelt kan substratforbehandling oppnås ved metoder som agarosegelkolonnekromatografi eller tverrbundet affinitetskromatografi.
Trinn 3: Enzymatisk reaksjon
Det substratforbehandlede stoffet og det forbehandlede enzymet blandes sammen og omsettes under passende reaksjonsbetingelser. Reaksjonsbetingelser inkluderer generelt forskjellige faktorer som pH-verdi, temperatur, reaksjonstid og reaktantkonsentrasjon. Reaksjonssystemet må holdes i riktig temperatur og pH-område for å oppnå den beste enzymkatalytiske aktiviteten. Reaksjonstiden varierer avhengig av konsentrasjonen av reaktantene, og den generelle tiden er omtrent flere timer.
Trinn 4: Slutt på reaksjon
Når reaksjonen er over, må noen metoder brukes for å behandle reaksjonssystemet. Generelt sett kan reaksjonssystemet behandles med løsemiddel, fordampning eller en eller annen kjemisk metode for å fjerne uønskede urenheter og gjøre produktet mer rent.
Trinn 5: Isoler og rens produktet
Skopolaminhydrobromidprodukter med høy renhet kan oppnås ved passende separasjons- og rensemetoder, slik som motstrømsdestillasjon, ekstraksjon, kolonnekromatografi, etc.
Fordeler med Scopolamin hydrobromid enzymatisk syntesemetode:
(1) Miljøvennlig og grønn: Sammenlignet med tradisjonelle kjemiske syntesemetoder, krever ikke enzymatisk syntese en stor mengde giftige og skadelige løsningsmidler, reagenser og andre stoffer, så den er miljøvennlig og grønn.
(2) Effektiv selektivitet: Den enzymatiske syntesemetoden kan effektivt katalysere syntesen av målprodukter og har høy selektivitet, slik at den kan redusere mengden avfallsprodukter og mengden enzymkatalysator som brukes.
(3) Høy produktrenhet: Produktet produsert ved den enzymatiske syntesemetoden har høy renhet og lavt urenhetsinnhold, så det kreves ingen ekstra rensetrinn, noe som kan spare tid og kostnader.
(4) Milde reaksjonsbetingelser: Reaksjonsforholdene for den enzymatiske syntesemetoden er relativt milde, og reaksjonstemperaturen er vanligvis mellom romtemperatur og 40 grader, slik at den kan opprettholde den naturlige strukturen og fysiologiske aktiviteten til reaksjonssubstratet og effektivt opprettholde tredimensjonal konfigurasjon av det opprinnelige molekylet og hovedfunksjonen.
(5) Brede utsikter for kommersiell industrialisering: Enzym er en biokatalysator som finnes mye i naturen og har brede bruksmuligheter. På grunn av den store etterspørselen etter Scopolaminhydrobromid, brede markedsutsikter og betydelig økonomisk verdi, har den enzymatiske syntesen av Scopolaminhydrobromid fordelen av brede utsikter for kommersiell industrialisering.
Avslutningsvis er den enzymatiske syntesen av Scopolaminhydrobromid en effektiv, miljøvennlig syntetisk metode med høy selektivitet og høy renhet med brede bruksmuligheter. Denne metoden kan gi en ny måte for industriell produksjon av Scopolaminhydrobromid.