Scopolaminhydrobromid(Produkt link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamin-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) er et almindeligt lægemiddel med forskellige terapeutiske virkninger såsom antikolinergisk, bedøvende og neuropatisk strabismus. Ifølge flere syntetiske forsøg fra Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd Chemical Laboratory, indeholder dens kemiske struktur flere ringe, estere og hydrolyserede cholinglycosider, så der er mange syntetiske metoder. Denne artikel vil analysere principperne, karakteristika, fordele og ulemper ved disse metoder og diskutere deres kliniske anvendelser.
1. Trost syntesemetode:
Scopolaminhydrobromid er et organisk alkaloid med forskellige virkninger såsom antikolinerg, antinarkotisk, antidepressiv og angstdæmpende. Det er et lægemiddel, der er meget udbredt i klinisk medicin. Trost-syntesen er en effektiv metode til fremstilling af Scopolaminhydrobromid. Fordelen ved denne metode er, at reaktionsbetingelserne er milde, og udbyttet er højt, men den skal bruge dyre katalysatorer og reagenser, og der er visse miljø- og sikkerhedsrisici.
Det grundlæggende princip for Trost-syntesemetoden er at indføre den nødvendige fireleddede ringstruktur i Scopolamin-precursor-molekylet gennem Detroit-reaktionen og til sidst opnå Scopolaminhydrobromid. Her er de detaljerede trin:
(1) Fremstilling af Scopolamin-precursormolekyle
Først skal Scopolamin-precursor-molekylet forberedes. Dette forstadiemolekyle omsættes sædvanligvis med atropin og chloracetimid for at producere N-acetylatropin. Reaktionen blev udført ved stuetemperatur, og 1,5 ækvivalenter trimethylamin blev tilsat til reaktionsopløsningen for at fremme reaktionen. Efter reaktionen fortyndes med vand, justeres pH til ca. 10 med NaOH, ekstraheres produktet fra reaktionsopløsningen, pH justeres til 8-9 igen med NaOH, og endelig opnås det ønskede precursor-molekyle af Scopolamin.
(2) Introduktion af en fireleddet ringstruktur
Opløs de forberedte Scopolamin-precursormolekyler i en blandet opløsning af dimethylsulfoxid (DMSO) og vand, og tilsæt derefter natriumhydroxid (NaOH) for at få pH mellem 9-10. På dette tidspunkt blev tetracyclin TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-isopropyliden- -D-glucosepentaacetat) og natriumacetophenon (NAS) tilsat. Efter reaktionen starter, vil en gul Troposfere polyhedral struktur fremkomme i opløsningen, som er en nyproduceret fireleddet ringstruktur.
(3) Spaltning af tetracyclin og fjernelse af TIPSO
Eksklusionsreaktionen fik lov at stå i 1 time, og derefter blev en vis mængde vandig methanol tilsat for at fremme forlængelsesprofilen af Scopolamin-precursormolekyler og tetracyclin TIPSO og NAS. Efterfølgende blev tetracyclin TIPSO og NAS fjernet med koncentreret saltsyre, og natriumhydroxid blev tilsat til opløsningen for at justere pH til 8-9. Til sidst vil der dannes et hvidt fast bundfald, som er det ønskede Scopolaminhydrobromid.
Som konklusion forbedrede Trost-syntesen i høj grad effektiviteten og stabiliteten af Scopolamin ved at introducere en effektiv fireleddet ringstruktur. Denne metode er enkel og gennemførlig og er en meget vigtig metode til Scopolaminproduktion.
2. Robinson syntesemetode:
Scopolaminhydrobromid er et antikolinergisk lægemiddel, der blandt andet bruges til at behandle køresyge, mave-tarmforstyrrelser og bevægelsesforstyrrelser. Robinson-syntesemetoden er en af de effektive metoder til syntese af Scopolaminhydrobromid. Metoden er at konstruere en fireleddet ringstruktur gennem to nøglereaktionstrin og omdanne den til Scopolaminhydrobromid med hydrogenbromidsyre. Følgende er de detaljerede trin:
(1) Syntese af 2-methoxycarbonylpyridin-5-carboxylsyre
For det første er det nødvendigt at fremstille 2-methoxycarbonylpyridin-5-carboxylsyre, som er et syntetisk mellemprodukt af Scopolaminhydrobromid. Reaktionen kræver 2-hydroxypyridin og acetylchlorid som udgangsmaterialer og udføres i nærværelse af en base. Tilsæt først natriumhydroxid dråbevis til 2-hydroxypyridin med acetone for at generere natriumsalt, og tilsæt derefter acetylchlorid. Efter at reaktionen er afsluttet, giver syrning 2-methoxycarbonylpyridin-5-carboxylsyre.
(2) Fremstilling af 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on ved ringslutning
Dernæst skal du bruge 2-methoxycarbonylpyridin-5-carboxylsyre til at syntetisere 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-on, Scopolaminhydrobromid-precursormolekyler. Dette trinsreaktion udføres ved Robinson-ringlukningsreaktion. Først blev NaOEt tilsat i ethanol, og 2-methoxycarbonylpyridin-5-carboxylsyre blev opløst med ethylacetat. Derefter tilsættes en meget lille mængde aldehydkatalysator til reaktanten, og katalysatoren fungerer som en initiator af reaktanten. Efterhånden som reaktionen skrider frem, bliver dannelsen af cykliske forbindelser mere og mere tydelig. I denne proces er det nødvendigt at være opmærksom på faktorer som koncentrationen af reaktanten, reaktionstiden, mængden af tilsat katalysator og valget af opløsningsmiddel, så reaktionen kan reguleres.
(3) Fremstilling af Scopolaminhydrobromid ved hydrogeneringsreduktion
Endelig skal 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on omdannes til Scopolaminhydrobromid. Dette kan opnås ved en hydrogeneringsreduktionsreaktion, sædvanligvis under sure betingelser. Sæt først 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on og PtO2 som katalysator i reaktionskolbe, tilsæt derefter hydrogen og omsæt i ca. 6 timer. Reaktionsopløsningen blev ekstraheret med ethylacetat, og pH blev justeret med NaOH og derefter opløst med hydrogenbromidsyre for at danne det ønskede Scopolaminhydrobromid.
Som konklusion konstruerer Robinson-syntesemetoden den fireleddede ringstruktur af Scopolaminhydrobromid gennem to nøglereaktionstrin, nemlig Robinson-ringlukningsreaktion og hydrogeneringsreduktionsreaktion, og syntetiserer endelig med succes Scopolaminhydrobromid. Robinson-syntesemetoden har karakteristika af færre reaktionstrin og enkel betjening, men den er let at blive forurenet, udbyttet er lavt, og der er brug for flere reagenser. Det er en effektiv metode til fremstilling af Scopolaminhydrobromid.
3. Enzymatisk syntesemetode:
Enzymatisk syntese er en ny og miljøvenlig metode til effektiv syntese af Scopolaminhydrobromid under milde reaktionsbetingelser. Enzymatisk syntese refererer til metoden til at bruge enzymkatalyse til at fremme organiske syntesereaktioner og derved effektivt og selektivt syntetisere målmolekyler. Forskellig fra den traditionelle kemiske syntesemetode har den enzymatiske syntesemetode fordelene ved høj effektivitet, grønhed, mildhed osv., og har karakteristika af høj produktrenhed og små sidereaktioner, så den har fået omfattende opmærksomhed og forskning.
Den enzymatiske syntese af Scopolaminhydrobromid katalyseres af naturlige enzymer, som er meget specifikke naturlige enzymer, der effektivt kan katalysere dannelsen af amidbindinger mellem carboxyl- og aminogrupper i Scopolaminhydrobromidmolekyler. De specifikke trin i enzymatisk syntese af Scopolaminhydrobromid er som følger:
Trin 1: Forbehandlingsenzym
For det første kræves enzymforbehandlingen af Scopolaminhydrobromid for at aktivere og stabilisere enzymet. Behandlingsprocessen omfatter hovedsageligt trinene enzymekstraktion, raffinering, koncentration og frysetørring, hvilket kan forbedre enzymets katalytiske effektivitet og katalytiske stabilitet.
Trin 2: Behandl substratet før reaktionen
Tilføj det nødvendige substrat for at syntetisere Scopolaminhydrobromid i reaktionssystemet. Substratet skal først forbehandles, og gennem nogle kemiske reaktioner kan det bedre kombineres med reaktionsenzymet og danne et kompleks. Generelt kan substratforbehandling opnås ved metoder såsom agarosegelsøjlekromatografi eller tværbundet affinitetskromatografi.
Trin 3: Enzymatisk reaktion
Det substratforbehandlede stof og det forbehandlede enzym blandes sammen og omsættes under passende reaktionsbetingelser. Reaktionsbetingelser omfatter generelt forskellige faktorer såsom pH-værdi, temperatur, reaktionstid og reaktantkoncentration. Reaktionssystemet skal holdes i det korrekte temperatur- og pH-område for at opnå den bedste enzymkatalytiske aktivitet. Reaktionstiden varierer afhængigt af koncentrationen af reaktanterne, og den generelle tid er ca. flere timer.
Trin 4: Slut på reaktion
Når reaktionen er overstået, skal nogle metoder bruges til at behandle reaktionssystemet. Generelt kan reaktionssystemet behandles med opløsningsmiddel, fordampning eller en eller anden kemisk metode for at fjerne uønskede urenheder og gøre produktet mere rent.
Trin 5: Isoler og rens produktet
Skopolaminhydrobromidprodukter med høj renhed kan opnås ved passende adskillelses- og oprensningsmetoder, såsom modstrømsdestillation, ekstraktion, søjlekromatografi osv.
Fordele ved Scopolamin hydrobromid enzymatiske syntesemetode:
(1) Miljøvenlig og grøn: Sammenlignet med traditionelle kemiske syntesemetoder kræver enzymatisk syntese ikke en stor mængde giftige og skadelige opløsningsmidler, reagenser og andre stoffer, så det er miljøvenligt og grønt.
(2) Effektiv selektivitet: Den enzymatiske syntesemetode kan effektivt katalysere syntesen af målprodukter og har høj selektivitet, så den kan reducere mængden af affaldsprodukter og mængden af anvendt enzymkatalysator.
(3) Høj produktrenhed: Produktet fremstillet ved den enzymatiske syntesemetode har høj renhed og lavt urenhedsindhold, så der kræves ingen yderligere oprensningstrin, hvilket kan spare tid og omkostninger.
(4) Milde reaktionsbetingelser: Reaktionsbetingelserne for den enzymatiske syntesemetode er relativt milde, og reaktionstemperaturen er generelt mellem stuetemperatur og 40 grader, så den kan opretholde den naturlige struktur og fysiologiske aktivitet af reaktionssubstratet og effektivt opretholde tredimensionel konfiguration af det oprindelige molekyle og hovedfunktion.
(5) Brede udsigter for kommerciel industrialisering: Enzym er en biokatalysator, der findes i vid udstrækning i naturen og har brede anvendelsesmuligheder. På grund af den store efterspørgsel efter Scopolaminhydrobromid, brede markedsudsigter og betydelig økonomisk værdi, har den enzymatiske syntese af Scopolaminhydrobromid fordelen af brede udsigter til kommerciel industrialisering.
Som konklusion er den enzymatiske syntese af Scopolamin-hydrobromid en effektiv, miljøvenlig, høj-selektivitet, høj renhed syntetisk metode med brede anvendelsesmuligheder. Denne metode kan give en ny måde for industriel produktion af Scopolaminhydrobromid.