Skopolaminhydrobromid(Produktlänk:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamin-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) är ett vanligt läkemedel med olika terapeutiska effekter såsom antikolinerg, bedövningsmedel och neuropatisk skelning. Enligt flera syntetiska försök från Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd Chemical Laboratory, innehåller dess kemiska struktur flera ringar, estrar och hydrolyserade kolinglykosider, så det finns många syntetiska metoder. Denna artikel kommer att analysera principerna, egenskaperna, fördelarna och nackdelarna med dessa metoder och diskutera deras kliniska tillämpningar.
1. Trostsyntesmetod:
Skopolaminhydrobromid är en organisk alkaloid med olika effekter såsom antikolinerga, antinarkotiska, antidepressiva och ångestdämpande. Det är ett läkemedel som ofta används inom klinisk medicin. Trost-syntesen är en effektiv metod för framställning av Scopolaminhydrobromid. Fördelen med denna metod är att reaktionsförhållandena är milda och att utbytet är högt, men den behöver använda dyra katalysatorer och reagens, och det finns vissa miljö- och säkerhetsrisker.
Den grundläggande principen för Trost-syntesmetoden är att införa den erforderliga fyrledade ringstrukturen i Scopolamin-prekursormolekylen genom Detroit-reaktionen och slutligen erhålla Scopolaminhydrobromid. Här är de detaljerade stegen:
(1) Framställning av skopolaminprekursormolekyl
Först måste Scopolamin-prekursormolekylen förberedas. Denna prekursormolekyl reageras vanligtvis med atropin och kloroacetimid för att producera N-acetylatropin. Reaktionen utfördes vid rumstemperatur och 1,5 ekvivalenter trimetylamin sattes till reaktionslösningen för att främja reaktionen. Efter reaktionen, späd med vatten, justera pH till cirka 10 med NaOH, extrahera produkten från reaktionslösningen, justera pH till 8-9 igen med NaOH och erhåll slutligen den önskade prekursormolekylen av Scopolamin.
(2) Införande av en fyrledad ringstruktur
Lös upp de förberedda Scopolamin-prekursormolekylerna i en blandad lösning av dimetylsulfoxid (DMSO) och vatten och tillsätt sedan natriumhydroxid (NaOH) för att få ett pH mellan 9-10. Vid denna tidpunkt tillsattes tetracyklin TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-isopropyliden- -D-glukospentaacetat) och natriumacetofenon (NAS). Efter att reaktionen startar kommer en gul Troposfere polyedrisk struktur att dyka upp i lösningen, som är en nyproducerad fyrledad ringstruktur.
(3) Klyvning av tetracyklin och avlägsnande av TIPSO
Exklusionsreaktionen fick stå i 1 timme, och sedan tillsattes en viss mängd vattenhaltig metanol för att främja förlängningsprofilen för Scopolamin-prekursormolekyler och tetracyklin TIPSO och NAS. Därefter avlägsnades tetracyklin TIPSO och NAS med koncentrerad saltsyra, och natriumhydroxid sattes till lösningen för att justera pH till 8-9. Så småningom kommer en vit fast fällning att bildas, vilket är den önskade Scopolaminhydrobromiden.
Sammanfattningsvis förbättrade Trost-syntesen avsevärt effektiviteten och stabiliteten av Scopolamin genom att introducera en effektiv fyrledad ringstruktur. Denna metod är enkel och genomförbar och är en mycket viktig metod för Scopolaminproduktion.
2. Robinson syntesmetod:
Skopolaminhydrobromid är ett antikolinergt läkemedel som bland annat används för att behandla åksjuka, gastrointestinala störningar och rörelsestörningar. Robinsonsyntesmetoden är en av de effektiva metoderna för syntes av Scopolaminhydrobromid. Metoden är att konstruera en fyrledad ringstruktur genom två viktiga reaktionssteg och omvandla den till Scopolaminhydrobromid med bromvätesyra. Följande är de detaljerade stegen:
(1) Syntes av 2-metoxikarbonylpyridin-5-karboxylsyra
För det första är det nödvändigt att framställa 2-metoxikarbonylpyridin-5-karboxylsyra, som är en syntetisk mellanprodukt av Scopolaminhydrobromid. Reaktionen kräver 2-hydroxipyridin och acetylklorid som utgångsmaterial och utförs i närvaro av en bas. Tillsätt först natriumhydroxid droppvis till 2-hydroxipyridin med aceton för att generera natriumsalt, och tillsätt sedan acetylklorid. Efter att reaktionen är avslutad ger surgöring 2-metoxikarbonylpyridin-5-karboxylsyra.
(2) Framställning av 7-metoxikarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on genom cyklisering
Därefter måste du använda 2-metoxikarbonylpyridin-5-karboxylsyra för att syntetisera 7-metoxikarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-on, Skopolaminhydrobromidprekursormolekyler. Denna stegreaktion utförs genom Robinson-ringförslutningsreaktion. Först tillsattes NaOEt i etanol och 2-metoxikarbonylpyridin-5-karboxylsyra löstes med etylacetat. Sedan tillsätts en mycket liten mängd aldehydkatalysator till reaktanten, och katalysatorn fungerar som en initiator för reaktanten. När reaktionen fortskrider blir bildningen av cykliska föreningar mer och mer uppenbar. I denna process är det nödvändigt att uppmärksamma faktorer såsom koncentrationen av reaktanten, reaktionstiden, mängden tillsatt katalysator och valet av lösningsmedel, så att reaktionen kan regleras.
(3) Framställning av skopolaminhydrobromid genom hydreringsreduktion
Slutligen måste 7-metoxikarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on omvandlas till Scopolaminhydrobromid. Detta kan åstadkommas genom en hydreringsreduktionsreaktion, vanligtvis under sura betingelser. Tillsätt först 7-metoxikarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on och PtO2 som en katalysator i reaktionskolv, tillsätt sedan väte och reagera i ca 6 timmar. Reaktionslösningen extraherades med etylacetat och pH justerades med NaOH och löstes sedan med bromvätesyra för att generera den önskade skopolaminhydrobromiden.
Sammanfattningsvis konstruerar Robinson-syntesmetoden den fyrledade ringstrukturen av Scopolaminhydrobromid genom två nyckelreaktionssteg, nämligen Robinson-ringförslutningsreaktion och hydrogeneringsreduktionsreaktion, och syntetiserar slutligen framgångsrikt Scopolaminhydrobromid. Robinson-syntesmetoden har egenskaperna hos färre reaktionssteg och enkel drift, men den är lätt att förorenas, utbytet är lågt och fler reagenser behövs. Det är en effektiv metod för att framställa Scopolaminhydrobromid.
3. Enzymatisk syntesmetod:
Enzymatisk syntes är en ny och miljövänlig metod för effektiv syntes av Scopolaminhydrobromid under milda reaktionsförhållanden. Enzymatisk syntes avser metoden att använda enzymkatalys för att främja organiska syntesreaktioner, och därigenom effektivt och selektivt syntetisera målmolekyler. Till skillnad från den traditionella kemiska syntesmetoden har den enzymatiska syntesmetoden fördelarna med hög effektivitet, grönhet, mildhet, etc., och har egenskaperna hos hög produktrenhet och små sidoreaktioner, så den har fått omfattande uppmärksamhet och forskning.
Den enzymatiska syntesen av Scopolaminhydrobromid katalyseras av naturliga enzymer, som är mycket specifika naturliga enzymer som effektivt kan katalysera bildningen av amidbindningar mellan karboxyl- och aminogrupper i Scopolaminhydrobromidmolekyler. De specifika stegen för enzymatisk syntes av Scopolaminhydrobromid är som följer:
Steg 1: Förbehandlingsenzym
För det första krävs enzymförbehandling av Scopolaminhydrobromid för att aktivera och stabilisera enzymet. Behandlingsprocessen innefattar huvudsakligen stegen enzymextraktion, raffinering, koncentration och frystorkning, vilket kan förbättra enzymets katalytiska effektivitet och katalytiska stabilitet.
Steg 2: Behandla substratet före reaktionen
Tillsätt det substrat som behövs för att syntetisera Scopolaminhydrobromid i reaktionssystemet. Substratet måste först förbehandlas och genom vissa kemiska reaktioner kan det bättre kombineras med reaktionsenzymet och bilda ett komplex. I allmänhet kan substratförbehandling uppnås genom metoder såsom agarosgelkolonnkromatografi eller tvärbunden affinitetskromatografi.
Steg 3: Enzymatisk reaktion
Den substratförbehandlade substansen och det förbehandlade enzymet blandas samman och reageras under lämpliga reaktionsbetingelser. Reaktionsbetingelser inkluderar i allmänhet olika faktorer såsom pH-värde, temperatur, reaktionstid och reaktantkoncentration. Reaktionssystemet måste hållas i rätt temperatur och pH-intervall för att uppnå bästa enzymkatalytiska aktivitet. Reaktionstiden varierar beroende på koncentrationen av reaktanterna, och den generella tiden är ungefär flera timmar.
Steg 4: Slut på reaktion
När reaktionen är över måste vissa metoder användas för att behandla reaktionssystemet. Generellt sett kan reaktionssystemet behandlas med lösningsmedel, förångning eller någon kemisk metod för att avlägsna oönskade föroreningar och göra produkten renare.
Steg 5: Isolera och rena produkten
Skopolaminhydrobromidprodukter med hög renhet kan erhållas genom lämpliga separations- och reningsmetoder, såsom motströmsdestillation, extraktion, kolonnkromatografi, etc.
Fördelar med Scopolaminhydrobromid enzymatisk syntesmetod:
(1) Miljövänlig och grön: Jämfört med traditionella kemiska syntesmetoder kräver enzymatisk syntes inte en stor mängd giftiga och skadliga lösningsmedel, reagens och andra ämnen, så det är miljövänligt och grönt.
(2) Effektiv selektivitet: Den enzymatiska syntesmetoden kan effektivt katalysera syntesen av målprodukter och har hög selektivitet, så den kan minska mängden avfallsprodukter och mängden enzymkatalysator som används.
(3) Hög produktrenhet: Produkten som produceras med den enzymatiska syntesmetoden har hög renhet och låg föroreningshalt, så inga ytterligare reningssteg krävs, vilket kan spara tid och kostnader.
(4) Milda reaktionsförhållanden: Reaktionsförhållandena för den enzymatiska syntesmetoden är relativt milda, och reaktionstemperaturen är vanligtvis mellan rumstemperatur och 40 grader, så den kan bibehålla den naturliga strukturen och fysiologiska aktiviteten hos reaktionssubstratet och effektivt upprätthålla tredimensionell konfiguration av den ursprungliga molekylen och huvudfunktionen.
(5) Breda framtidsutsikter för kommersiell industrialisering: Enzym är en biokatalysator som finns allmänt i naturen och har breda tillämpningsmöjligheter. På grund av den stora efterfrågan på Scopolaminhydrobromid, breda marknadsutsikter och betydande ekonomiskt värde, har den enzymatiska syntesen av Scopolaminhydrobromid fördelen av breda utsikter för kommersiell industrialisering.
Sammanfattningsvis är den enzymatiska syntesen av Scopolaminhydrobromid en effektiv, miljövänlig syntetisk metod med hög selektivitet och hög renhet med breda tillämpningsmöjligheter. Denna metod kan ge ett nytt sätt för industriell produktion av Scopolaminhydrobromid.