Bromhidrat de scopolamină(Link produs:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) este un medicament comun cu diferite efecte terapeutice precum strabismul anticolinergic, anestezic și neuropatic. Conform multiplelor încercări de sinteză ale laboratorului de chimie Shaanxi Achieve Achieve chem-tech Co., Ltd, structura sa chimică conține mai multe inele, esteri și glicozide de colină hidrolizată, deci există multe metode sintetice. Acest articol va analiza principiile, caracteristicile, avantajele și dezavantajele acestor metode și va discuta aplicațiile lor clinice.
1. Metoda de sinteză Trost:
Bromhidratul de scopolamină este un alcaloid organic cu diferite efecte, cum ar fi anticolinergic, anti-narcotic, antidepresiv și anti-anxietate. Este un medicament utilizat pe scară largă în medicina clinică. Sinteza Trost este o metodă eficientă pentru prepararea bromhidratului de scopolamină. Avantajul acestei metode este că condițiile de reacție sunt blânde și randamentul este mare, dar trebuie să utilizeze catalizatori și reactivi scumpi și există anumite pericole pentru mediu și siguranță.
Principiul de bază al metodei de sinteză Trost este introducerea structurii inelare cu patru membri necesare în molecula precursor de scopolamină prin reacția Detroit și, în final, obținerea bromhidratului de scopolamină. Iată pașii detaliați:
(1) Prepararea moleculei precursoare de scopolamină
În primul rând, molecula precursor de scopolamină trebuie pregătită. Această moleculă precursor reacţionează de obicei cu atropină şi cloracetimidă pentru a produce N-acetil atropină. Reacția a fost efectuată la temperatura camerei și s-au adăugat 1,5 echivalenți de trimetilamină la soluția de reacție pentru a promova reacția. După reacție, se diluează cu apă, se ajustează pH-ul la aproximativ 10 cu NaOH, se extrage produsul din soluția de reacție, se ajustează din nou pH-ul la 8-9 cu NaOH și, în final, se obține molecula precursor dorită de scopolamină.
(2) Introducerea unei structuri inelare cu patru membri
Dizolvați moleculele precursoare de scopolamină preparate într-o soluție mixtă de dimetil sulfoxid (DMSO) și apă, apoi adăugați hidroxid de sodiu (NaOH) pentru a face pH-ul între 9-10. În acest moment, s-au adăugat tetraciclină TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-izopropiliden- -D-glucoză pentaacetat) și acetofenonă de sodiu (NAS). După începerea reacției, în soluție va apărea o structură poliedrică Troposfere galbenă, care este o structură inelală cu patru membri nou produsă.
(3) Scindarea tetraciclinei și îndepărtarea TIPSO
Reacția de excludere a fost lăsată să stea timp de 1 oră și apoi a fost adăugată o anumită cantitate de metanol apos pentru a promova profilul de extensie al moleculelor precursoare de scopolamină și tetraciclinei TIPSO și NAS. Ulterior, tetraciclina TIPSO și NAS au fost îndepărtate cu acid clorhidric concentrat și hidroxid de sodiu a fost adăugat la soluție pentru a ajusta pH-ul la 8-9. În cele din urmă se va forma un precipitat solid alb, care este bromhidratul de scopolamină dorit.
În concluzie, sinteza Trost a îmbunătățit foarte mult eficacitatea și stabilitatea scopolaminei prin introducerea unei structuri inelare cu patru membri eficiente. Această metodă este simplă și fezabilă și este o metodă foarte importantă pentru producția de scopolamină.
2. Metoda de sinteză Robinson:
Bromhidratul de scopolamină este un medicament anticolinergic utilizat pentru a trata răul de mișcare, tulburările gastrointestinale și tulburările de mișcare, printre altele. Metoda de sinteză Robinson este una dintre metodele eficiente pentru sinteza bromhidratului de scopolamină. Metoda este de a construi o structură ciclică cu patru membri prin două etape cheie de reacție și de a o transforma în bromhidrat de scopolamină cu acid bromhidric. Următorii sunt pașii detaliați:
(1) Sinteza acidului 2-metoxicarbonilpiridină-5-carboxilic
În primul rând, este necesar să se prepară acidul carboxilic 2-metoxicarbonilpiridină-5-, care este un intermediar sintetic al bromhidratului de scopolamină. Reacția necesită 2-hidroxipiridină și clorură de acetil ca materii prime și este efectuată în prezența unei baze. Mai întâi adăugați hidroxid de sodiu prin picurare la 2-hidroxipiridină cu acetonă pentru a genera sare de sodiu, apoi adăugați clorură de acetil. După ce reacția este completă, acidificarea dă acid 2-metoxicarbonilpiridină-5-carboxilic.
(2) Prepararea de 7-metoxicarbonilpiridin[4,3-e]{-1,2,4-triazol{-8(1H)-one prin ciclizare
În continuare, trebuie să utilizați 2-metoxicarbonilpiridină-5-acidul carboxilic pentru a sintetiza 7-metoxicarbonilpiridină[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-onă, molecule precursoare de bromhidrat de scopolamină. Această etapă de reacție este realizată prin reacția de închidere a inelului Robinson. Mai întâi, NaOEt a fost adăugat în etanol și acidul 2-metoxicarbonilpiridină-5-carboxilic a fost dizolvat cu acetat de etil. Apoi, la reactant se adaugă o cantitate foarte mică de catalizator aldehidic, iar catalizatorul acționează ca un inițiator al reactantului. Pe măsură ce reacția continuă, formarea compușilor ciclici devine din ce în ce mai evidentă. În acest proces, este necesar să se acorde atenție unor factori precum concentrația reactantului, timpul de reacție, cantitatea de catalizator adăugată și alegerea solventului, astfel încât reacția să poată fi reglată.
(3) Prepararea bromhidratului de scopolamină prin reducerea hidrogenării
În cele din urmă, 7-metoxicarbonilpiridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-ona trebuie convertită în bromhidrat de scopolamină. Acest lucru poate fi realizat printr-o reacție de reducere a hidrogenării, de obicei în condiții acide. Mai întâi, puneți 7-metoxicarbonilpiridin[4,3-e]{-1,2,4-triazol-8(1H)-onă și PtO2 ca catalizator în balon de reacție, apoi se adaugă hidrogen și reacţionează timp de aproximativ 6 ore. Soluția de reacție a fost extrasă cu acetat de etil și pH-ul a fost ajustat cu NaOH și apoi dizolvat cu acid bromhidric pentru a genera bromhidratul de scopolamină dorit.
În concluzie, metoda de sinteză Robinson construiește structura inelului cu patru membri a bromhidratului de scopolamină prin două etape cheie de reacție, și anume reacția de închidere a inelului Robinson și reacția de reducere a hidrogenării, iar în cele din urmă sintetizează cu succes bromhidratul de scopolamină. Metoda de sinteză Robinson are caracteristicile mai puține etape de reacție și o funcționare simplă, dar este ușor de poluat, randamentul este scăzut și sunt necesari mai mulți reactivi. Este o metodă eficientă de preparare a bromhidratului de scopolamină.
3. Metoda de sinteză enzimatică:
Sinteza enzimatică este o metodă nouă și prietenoasă cu mediul pentru sinteza eficientă a bromhidratului de scopolamină în condiții de reacție blândă. Sinteza enzimatică se referă la metoda de utilizare a catalizei enzimatice pentru a promova reacții de sinteză organică, prin urmare sintetizând eficient și selectiv moleculele țintă. Spre deosebire de metoda tradițională de sinteză chimică, metoda de sinteză enzimatică are avantajele unei eficiențe ridicate, verdeață, blândețe etc. și are caracteristicile unei purități ridicate a produsului și reacții secundare mici, așa că a primit o atenție și cercetare extinsă.
Sinteza enzimatică a bromhidratului de scopolamină este catalizată de enzime naturale, care sunt enzime naturale foarte specifice care pot cataliza eficient formarea de legături amidice între grupările carboxil și amino din moleculele de bromhidrat de scopolamină. Etapele specifice sintezei enzimatice a bromhidratului de scopolamină sunt următoarele:
Pasul 1: Enzima de pretratare
În primul rând, pretratarea cu enzimă a bromhidratului de scopolamină este necesară pentru a activa și stabiliza enzima. Procesul de tratament include în principal etapele de extracție a enzimei, rafinare, concentrare și uscare prin congelare, care pot îmbunătăți eficiența catalitică și stabilitatea catalitică a enzimei.
Pasul 2: Tratați substratul înainte de reacție
Adăugați substratul necesar pentru a sintetiza bromhidratul de scopolamină în sistemul de reacție. Substratul trebuie mai întâi tratat în prealabil și, prin unele reacții chimice, se poate combina mai bine cu enzima de reacție și poate forma un complex. În general, pretratarea substratului poate fi realizată prin metode precum cromatografia pe coloană cu gel de agaroză sau cromatografia de afinitate reticulat.
Pasul 3: Reacția enzimatică
Substanța pretratată substrat și enzima pretratată sunt amestecate împreună și reacționate în condiții de reacție adecvate. Condițiile de reacție includ în general diverși factori, cum ar fi valoarea pH-ului, temperatura, timpul de reacție și concentrația reactantului. Sistemul de reacție trebuie menținut în intervalul adecvat de temperatură și pH pentru a obține cea mai bună activitate catalitică a enzimei. Timpul de reacție variază în funcție de concentrația reactanților, iar timpul general este de aproximativ câteva ore.
Pasul 4: Sfârșitul reacției
Când reacția s-a încheiat, unele metode trebuie utilizate pentru a trata sistemul de reacție. În general, sistemul de reacție poate fi tratat cu solvent, evaporare sau vreo metodă chimică pentru a îndepărta impuritățile nedorite și a face produsul mai pur.
Pasul 5: Izolați și purificați produsul
Produsele bromhidrat de scopolamină de înaltă puritate pot fi obținute prin metode adecvate de separare și purificare, cum ar fi distilarea în contracurent, extracția, cromatografia pe coloană etc.
Avantajele metodei de sinteză enzimatică a bromhidratului de scopolamină:
(1) Ecologic și ecologic: în comparație cu metodele tradiționale de sinteză chimică, sinteza enzimatică nu necesită o cantitate mare de solvenți toxici și nocivi, reactivi și alte substanțe, deci este ecologică și ecologică.
(2) Selectivitate eficientă: metoda de sinteză enzimatică poate cataliza eficient sinteza produselor țintă și are o selectivitate ridicată, astfel încât poate reduce cantitatea de deșeuri și cantitatea de catalizator enzimatic utilizat.
(3) Puritate ridicată a produsului: Produsul produs prin metoda de sinteză enzimatică are puritate ridicată și conținut scăzut de impurități, astfel încât nu sunt necesare etape suplimentare de purificare, ceea ce poate economisi timp și costuri.
(4) Condiții de reacție ușoare: condițiile de reacție ale metodei de sinteză enzimatică sunt relativ blânde, iar temperatura de reacție este în general între temperatura camerei și 40 de grade, astfel încât poate menține structura naturală și activitatea fiziologică a substratului de reacție și poate menține eficient configurația tridimensională a moleculei originale și funcția principală.
(5) Perspective largi de industrializare comercială: Enzima este un biocatalizator care există pe scară largă în natură și are perspective largi de aplicare. Datorită cererii mari de bromhidrat de scopolamină, perspective largi de piață și valoare economică semnificativă, sinteza enzimatică a bromhidratului de scopolamină are avantajul unor perspective largi de industrializare comercială.
În concluzie, sinteza enzimatică a bromhidratului de scopolamină este o metodă sintetică eficientă, prietenoasă cu mediul, cu selectivitate ridicată, puritate ridicată, cu perspective largi de aplicare. Această metodă poate oferi o nouă modalitate de producție industrială a bromhidratului de scopolamină.