Scopolamin butylbromid(link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamin-butylbromide-cas-149-64-4.html) er et lægemiddel, der i vid udstrækning anvendes til behandling af gastrointestinale symptomer, og dets kemiske struktur ligner Scopolaminhydrobromid. For farmaceutiske producenter kan det at finde en effektiv og gennemførlig syntesemetode ikke kun reducere produktionsomkostningerne betydeligt, men også sikre produktkvalitet og udbytte.
Traditionel kemisk syntesemetode:
1.1 Syntetisk rute 1:
Den syntetiske rute kommer fra en forskningsrapport ("Syntese af buscopan-derivater"), de vigtigste trin er som følger:
Trin 1: Reaktion af 2-bromoisopropylacetophenon med N-methyl-2-pyridincarboxamid:
Bland 2-bromisopropylacetophenon med N-methyl-2-pyridincarboxamid og reager ved 85 grader i flere timer i nærværelse af cæsiumchlorid for at opnå produktet.
Trin 2: Reaktion af 2-bromisopropyl-N-methyl-2-pyridincarboxamid med propylenoxid:
Ovenstående produkt blandes med propylenoxid og omrøres ved stuetemperatur i nærværelse af natriumhydroxid i flere timer for at opnå Scopolaminbutylbromid.
Fordelen ved denne syntetiske vej er, at reaktionsbetingelserne er milde, og der er ingen grund til at bruge for mange giftige og skadelige opløsningsmidler og reagenser. Adskillelses- og oprensningstrinnene i denne metode er imidlertid relativt besværlige, og udbyttet er ikke ideelt.
1.2 Syntetisk rute to:
Den syntetiske rute er afledt af et patentdokument (US Patent 4418109 A), og hovedtrinene er som følger:
Trin 1: Reaktion af cis-4-hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre med 2,3-dibrompropionylbromid:
cis-4-hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre blev blandet med 2,3-dibrompropionylbromid og omsat i adskillige timer ved stuetemperatur i nærværelse af ethanol for at give 2-({{5 }}hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre)-2,3-dibrompropylester.
Trin 2: Omkrystallisation af 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre)-2,3-dibrompropylester:
Ovenstående produkt blev omkrystalliseret for at opnå et produkt med højere renhed.
Trin 3: Reaktion af 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre) propionamidin med metabromsyre:
Bland 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre)propionamidin med metabromid og omsæt ved stuetemperatur i flere timer i nærværelse af ethanol for at opnå Scopolaminbutylbromid.
Fordelen ved denne syntetiske vej er, at separations- og oprensningstrinene er optimeret, produktet har høj renhed, og udbyttet er relativt ideelt. Reaktionsbetingelserne er dog relativt barske og kræver et vist kemisk laboratoriegrundlag.
Enzymatisk syntesemetode:
2.1 Syntetisk rute tre:
Syntesevejen kommer fra en forskningsrapport offentliggjort i Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic ("Enzymatisk syntese af scopolaminbutylbromid via termofil esterase"), de vigtigste trin er som følger:
Trin 1: Syntese af 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre) propionylchlorid:
Bland 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre) med propionylchlorid og omsæt ved stuetemperatur i flere timer i nærværelse af en katalysator for at opnå 2-({{4} }hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre) propionylchloridsyrechlorid.
Trin 2: Reaktion af 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyleddikesyre) propionylchlorid med n-butylammoniumbromid.
Ovenstående produkt blandes med n-butylammoniumbromid, og i nærvær af phosphatbuffer, under passende temperatur- og pH-betingelser, anvendes enzymet Thermomyces lanuginosus lipase (TLL) med høj termisk stabilitet til at katalysere reaktionen for at opnå Scopolaminbutylbromid.
Sammenlignet med de to første kemiske syntesemetoder har denne syntesevej mildere reaktionsbetingelser og bedre selektivitet og udbytte. Denne metode stiller dog høje krav til katalysatorer og enzymer, og en vis procesoptimering er påkrævet.
Syntesemetodesammenligning og opsummering:
At dømme ud fra de adskillige syntesemetoder for Scopolaminbutylbromid introduceret ovenfor, har traditionelle kemiske syntesemetoder og enzymatiske syntesemetoder deres egne fordele og ulemper. Den traditionelle kemiske syntesemetode er enkel og nem, men reaktionsbetingelserne er relativt barske, og adskillelses- og oprensningstrinene er besværlige. Den enzymatiske syntesemetode har milde reaktionsbetingelser, høj selektivitet og udbytte, men kræver høj enzymaktivitet og katalysatorrenhed, og yderligere procesoptimering er påkrævet.
Som konklusion står den syntetiske metode for Scopolaminbutylbromid stadig over for nogle udfordringer og vanskeligheder. Men med udviklingen af bioteknologi og kemisk synteseteknologi, menes det, at mere effektive, miljøvenlige og gennemførlige syntesemetoder vil blive opdaget og fremmet, hvilket giver bedre muligheder for storstilet industriel produktion af Scopolaminbutylbromid.
Scopolaminbutylbromid er en kompleks organisk forbindelse med molekylformlen C21H30BrNO4. Det tilhører den dimethyloxymuscariniske klasse af lægemidler, der ligner atropin, men sammenlignet med atropin erstatter dens bromidion hydroxylgruppen.
1. Molekylær struktur:
Den molekylære struktur af Scopolaminbutylbromid indeholder en carboxylsyremonoesterstruktur (COOCH2CH2CH2CH3) og en benzyloxycarbonylstruktur (C6H5CH2OCO) indeholdende et bromatom. Blandt dem er benzylgruppen og methylgruppen forbundet på carbonylen for at danne en seks-leddet ring, og den seks-leddede ring er forbundet med en anden fem-leddet ring. Der er en maleylgruppe med tre hydrogenatomer, en aminogruppe og et oxygenatom på den femleddede ring. I iminstrukturen er atomerne i de fire forskellige positioner i den femleddede ring forbundet med forskellige grupper, som vist på figuren:
Denne molekylære struktur gør det muligt for Scopolaminbutylbromid at have en antikolinerg effekt svarende til atropin, og samtidig reducerer substitutionen af bromatomer de centrale virkninger af atropinlægemidler. Derudover giver strukturen af den femleddede ringdel også Scopolaminbutylbromid en vis stabilitet.
2. Anticholinerge farmakologiske virkninger:
Scopolaminbutylbromid er et antikolinergt lægemiddel, og dets virkning er hovedsageligt at svække virkningen af acetylcholin ved kompetitivt at antagonisere virkningen af acetylcholin på M1-M5-receptorer. I mave-tarmkanalen kan Scopolaminbutylbromid afslappe glat muskulatur, reducere vandsekretion og have terapeutiske virkninger på fordøjelsesbesvær, abdominalt ubehag og andre sygdomme. I det motoriske system kan Scopolaminbutylbromid lindre muskelspasmer, og har en vis effekt på at lindre motoriske sygdomme som spastisk torticollis. Derudover kan Scopolaminbutylbromid i åndedrætssystemet også bruges som bronkodilatator.
3. Farmakokinetik:
Scopolaminbutylbromid kan trænge ind i kroppen gennem tarmkanalen og blod-hjerne-barrieren efter oral administration eller injektion. I mave-tarmkanalen absorberes det relativt hurtigt, når det maksimale blodniveau på ca. 1-2 timer og når det maksimale blodniveau i 0.5-1 timer efter injektionen. Oral Scopolaminbutylbromid metaboliseres hovedsageligt af leveren, hvor det acyleres eller hydroxyleres for at generere tilsvarende metabolitter, som derefter udskilles fra kroppen af nyrerne eller galden. Injektion af Scopolaminbutylbromid metaboliseres lettere og udskilles af nyrerne. Generelt er metabolismen og elimineringen af Scopolaminbutylbromid i kroppen relativt hurtig, og dets halveringstid er mellem 2-4 timer.
Sammenfattende er Scopolaminbutylbromid en organisk forbindelse med kompleks struktur og stærk biologisk aktivitet, som har forskellige antikolinerge virkninger. Dens molekylære struktur indeholder benzyloxycarbonylstruktur og carboxylsyremonoesterstruktur, som er et vigtigt grundlag for dets antikolinerge farmakologiske egenskaber. Med hensyn til farmakokinetik har Scopolaminbutylbromid god biotilgængelighed og metaboliske virkninger og er meget udbredt i klinisk praksis.