Skopolamin hidrobromid(Povezava do izdelka:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) je pogosto zdravilo z različnimi terapevtskimi učinki, kot so antiholinergični, anestetični in nevropatski strabizem. Glede na več sintetičnih poskusov kemijskega laboratorija Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd, njegova kemijska struktura vsebuje več obročev, estrov in hidroliziranih holin glikozidov, zato obstaja veliko sintetičnih metod. Ta članek bo analiziral načela, značilnosti, prednosti in slabosti teh metod ter razpravljal o njihovi klinični uporabi.
1. Metoda sinteze Trost:
Skopolamin hidrobromid je organski alkaloid z različnimi učinki, kot so antiholinergični, antinarkotični, antidepresivni in anti-anksiozni. Je zdravilo, ki se pogosto uporablja v klinični medicini. Trostova sinteza je učinkovita metoda za pripravo skopolamin hidrobromida. Prednost te metode je, da so reakcijski pogoji blagi in je izkoristek visok, vendar je treba uporabiti drage katalizatorje in reagente ter obstaja določena nevarnost za okolje in varnost.
Osnovno načelo metode sinteze Trost je uvesti zahtevano štiričlensko obročno strukturo v molekulo prekurzorja skopolamina z detroitsko reakcijo in končno pridobiti skopolamin hidrobromid. Tukaj so podrobni koraki:
(1) Priprava prekurzorske molekule skopolamina
Najprej je treba pripraviti prekurzorsko molekulo skopolamina. Ta prekurzorska molekula običajno reagira z atropinom in kloroacetimidom, da nastane N-acetil atropin. Reakcijo izvedemo pri sobni temperaturi in k reakcijski raztopini dodamo 1,5 ekvivalenta trimetilamina, da pospešimo reakcijo. Po reakciji razredčimo z vodo, naravnamo pH na približno 10 z NaOH, ekstrahiramo produkt iz reakcijske raztopine, ponovno naravnamo pH na 8-9 z NaOH in končno dobimo želeno prekurzorsko molekulo skopolamina.
(2) Uvedba štiričlenske obročne strukture
Raztopite pripravljene molekule prekurzorja skopolamina v mešani raztopini dimetil sulfoksida (DMSO) in vode ter dodajte natrijev hidroksid (NaOH), da bo pH med 9-10. Na tej točki smo dodali tetraciklin TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-izopropiliden- -D-glukoza pentaacetat) in natrijev acetofenon (NAS). Po začetku reakcije se bo v raztopini pojavila rumena troposferska poliedrična struktura, ki je na novo proizvedena štiričlenska obročasta struktura.
(3) Cepitev tetraciklina in odstranitev TIPSO
Ekskluzijsko reakcijo smo pustili stati 1 uro, nato pa smo dodali določeno količino vodnega metanola za spodbujanje profila razširitve molekul prekurzorja skopolamina ter tetraciklina TIPSO in NAS. Nato smo tetraciklin TIPSO in NAS odstranili s koncentrirano klorovodikovo kislino in raztopini dodali natrijev hidroksid, da smo pH prilagodili na 8-9. Sčasoma bo nastala bela trdna oborina, ki je želeni skopolamin hidrobromid.
Skratka, sinteza Trost je močno izboljšala učinkovitost in stabilnost skopolamina z uvedbo učinkovite štiričlenske obročne strukture. Ta metoda je preprosta in izvedljiva ter je zelo pomembna metoda za proizvodnjo skopolamina.
2. Robinsonova sintezna metoda:
Skopolamin hidrobromid je antiholinergično zdravilo, ki se med drugim uporablja za zdravljenje potovalne slabosti, gastrointestinalnih motenj in motenj gibanja. Robinsonova sintezna metoda je ena izmed učinkovitih metod za sintezo skopolaminijevega bromida. Metoda je konstruirati štiričlensko obročno strukturo skozi dva ključna koraka reakcije in jo pretvoriti v skopolamin hidrobromid z bromovodikovo kislino. Sledijo podrobni koraki:
(1) Sinteza 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilne kisline
Najprej je treba pripraviti 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilno kislino, ki je sintetični intermediat skopolamin hidrobromida. Reakcija zahteva 2-hidroksipiridin in acetil klorid kot izhodni material in poteka v prisotnosti baze. Najprej dodajte natrijev hidroksid po kapljicah v 2-hidroksipiridin z acetonom, da nastane natrijeva sol, nato dodajte acetil klorid. Po končani reakciji nakisanje povzroči 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilno kislino.
(2) Priprava 7-metoksikarbonilpiridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-ona s ciklizacijo
Nato morate uporabiti 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilno kislino za sintezo 7-metoksikarbonilpiridina[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-on, prekurzorske molekule skopolaminijevega bromida. Ta stopenjska reakcija poteka z Robinsonovo reakcijo zaprtja obroča. Najprej smo dodali NaOEt v etanolu in 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilno kislino raztopili z etil acetatom. Nato se reaktantu doda zelo majhna količina aldehidnega katalizatorja in katalizator deluje kot iniciator reaktanta. Ko reakcija poteka, postaja tvorba cikličnih spojin vedno bolj očitna. Pri tem procesu je treba biti pozoren na dejavnike, kot so koncentracija reaktanta, reakcijski čas, količina dodanega katalizatorja in izbira topila, da se lahko reakcija regulira.
(3) Priprava skopolamin hidrobromida z redukcijo hidrogeniranja
Končno je treba 7-metoksikarbonilpiridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on pretvoriti v skopolamin hidrobromid. To lahko dosežemo z reakcijo redukcije hidrogeniranja, običajno v kislih pogojih. Najprej dajte 7-metoksikarbonilpiridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on in PtO2 kot katalizator v reakcijsko bučko, nato dodamo vodik in reagiramo približno 6 ur. Reakcijsko raztopino ekstrahiramo z etil acetatom in pH naravnamo z NaOH ter nato raztopimo z bromovodikovo kislino, da dobimo želeni skopolamin hidrobromid.
Skratka, Robinsonova sintezna metoda konstruira štiričlensko obročno strukturo skopolaminijevega bromida skozi dva ključna reakcijska koraka, in sicer Robinsonovo reakcijo zapiranja obroča in reakcijo redukcije hidrogeniranja, ter na koncu uspešno sintetizira skopolaminijev bromid. Robinsonova metoda sinteze ima značilnosti manj reakcijskih korakov in preprosto delovanje, vendar jo je enostavno onesnažiti, izkoristek je nizek in potrebnih je več reagentov. Je učinkovita metoda za pripravo skopolaminijevega bromida.
3. Metoda encimske sinteze:
Encimska sinteza je nova in okolju prijazna metoda za učinkovito sintezo skopolaminijevega bromida v blagih reakcijskih pogojih. Encimska sinteza se nanaša na metodo uporabe encimske katalize za spodbujanje reakcij organske sinteze, s čimer se učinkovito in selektivno sintetizirajo ciljne molekule. Za razliko od tradicionalne metode kemijske sinteze ima metoda encimske sinteze prednosti visoke učinkovitosti, zelene barve, mehkosti itd. ter ima značilnosti visoke čistosti izdelka in majhnih stranskih reakcij, zato je bila deležna obsežne pozornosti in raziskav.
Encimsko sintezo skopolaminijevega bromida katalizirajo naravni encimi, ki so zelo specifični naravni encimi, ki lahko učinkovito katalizirajo tvorbo amidnih vezi med karboksilnimi in amino skupinami v molekulah skopolaminijevega bromidnega bromida. Specifični koraki encimske sinteze skopolaminijevega bromida so naslednji:
1. korak: Encim za predobdelavo
Prvič, potrebna je encimska predobdelava skopolaminijevega bromida za aktiviranje in stabilizacijo encima. Postopek obdelave vključuje predvsem korake ekstrakcije encima, rafiniranja, koncentracije in sušenja z zamrzovanjem, ki lahko izboljšajo katalitično učinkovitost in katalitično stabilnost encima.
2. korak: Pred reakcijo obdelajte substrat
V reakcijski sistem dodajte substrat, potreben za sintezo skopolaminijevega bromida. Substrat je treba najprej predhodno obdelati in z nekaterimi kemičnimi reakcijami se lahko bolje poveže z reakcijskim encimom in tvori kompleks. Na splošno je mogoče predhodno obdelavo substrata doseči z metodami, kot je kolonska kromatografija v agaroznem gelu ali premrežena afinitetna kromatografija.
3. korak: Encimska reakcija
Predobdelana substratna snov in predhodno obdelan encim se zmešata in reagirata pod ustreznimi reakcijskimi pogoji. Reakcijski pogoji na splošno vključujejo različne dejavnike, kot so pH vrednost, temperatura, reakcijski čas in koncentracija reaktanta. Reakcijski sistem mora biti v ustreznem območju temperature in pH, da dosežemo najboljšo encimsko katalitično aktivnost. Reakcijski čas se razlikuje glede na koncentracijo reaktantov, splošni čas pa je približno nekaj ur.
4. korak: Konec reakcije
Ko je reakcija končana, je treba uporabiti nekatere metode za zdravljenje reakcijskega sistema. Na splošno lahko reakcijski sistem obdelamo s topilom, izhlapevanjem ali kakšno kemično metodo, da odstranimo neželene nečistoče in naredimo izdelek bolj čist.
5. korak: Izolirajte in očistite produkt
Produkte skopolamin hidrobromida visoke čistosti je mogoče pridobiti z ustreznimi metodami ločevanja in čiščenja, kot so protitočna destilacija, ekstrakcija, kolonska kromatografija itd.
Prednosti metode encimske sinteze skopolaminijevega bromida:
(1) Okolju prijazno in zeleno: V primerjavi s tradicionalnimi metodami kemične sinteze encimska sinteza ne zahteva velike količine strupenih in škodljivih topil, reagentov in drugih snovi, zato je okolju prijazna in zelena.
(2) Učinkovita selektivnost: Metoda encimske sinteze lahko učinkovito katalizira sintezo ciljnih produktov in ima visoko selektivnost, tako da lahko zmanjša količino odpadnih produktov in količino uporabljenega encimskega katalizatorja.
(3) Visoka čistost izdelka: Izdelek, proizveden z metodo encimske sinteze, ima visoko čistost in nizko vsebnost nečistoč, zato niso potrebni dodatni koraki čiščenja, kar lahko prihrani čas in stroške.
(4) Blagi reakcijski pogoji: Reakcijski pogoji metode encimske sinteze so razmeroma blagi, reakcijska temperatura pa je na splošno med sobno temperaturo in 40 stopinjami, tako da lahko ohrani naravno strukturo in fiziološko aktivnost reakcijskega substrata ter učinkovito vzdržuje tridimenzionalna konfiguracija prvotne molekule in glavna funkcija.
(5) Široke možnosti za komercialno industrializacijo: Encim je biokatalizator, ki je široko razširjen v naravi in ima široke možnosti uporabe. Zaradi velikega povpraševanja po skopolaminijevem bromidu, širokih tržnih možnostih in pomembni gospodarski vrednosti ima encimska sinteza skopolaminijevega bromida prednost širokih možnosti za komercialno industrializacijo.
Skratka, encimska sinteza skopolaminijevega bromida je učinkovita, okolju prijazna, visoko selektivna sintetična metoda visoke čistosti s širokimi možnostmi uporabe. Ta metoda lahko zagotovi nov način za industrijsko proizvodnjo skopolamin hidrobromida.