Scopolamine hydrobromide(Productlink:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8}.html) is een veelgebruikt medicijn met verschillende therapeutische effecten, zoals anticholinerge, anesthetische en neuropathische strabisme. Volgens meerdere synthetische pogingen van Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd Chemical Laboratory, bevat de chemische structuur meerdere ringen, esters en gehydrolyseerde cholineglycosiden, dus er zijn veel synthetische methoden. Dit artikel analyseert de principes, kenmerken, voor- en nadelen van deze methoden en bespreekt hun klinische toepassingen.
1. Trost-synthesemethode:
Scopolamine-hydrobromide is een organische alkaloïde met verschillende effecten, zoals anticholinergica, antinarcotica, antidepressiva en angststoornissen. Het is een medicijn dat veel wordt gebruikt in de klinische geneeskunde. De Trost-synthese is een effectieve methode voor de bereiding van Scopolamine-hydrobromide. Het voordeel van deze methode is dat de reactieomstandigheden mild zijn en de opbrengst hoog, maar dat er dure katalysatoren en reagentia nodig zijn en dat er bepaalde milieu- en veiligheidsrisico's zijn.
Het basisprincipe van de Trost-synthesemethode is om de vereiste vierledige ringstructuur in het Scopolamine-precursormolecuul te introduceren via de Detroit-reactie en uiteindelijk Scopolamine-hydrobromide te verkrijgen. Dit zijn de gedetailleerde stappen:
(1) Bereiding van Scopolamine-precursormolecuul
Eerst moet het Scopolamine-precursormolecuul worden bereid. Dit voorlopermolecuul reageert gewoonlijk met atropine en chlooracetimide om N-acetylatropine te produceren. De reactie werd uitgevoerd bij kamertemperatuur en 1,5 equivalent trimethylamine werd aan de reactieoplossing toegevoegd om de reactie te bevorderen. Verdun na de reactie met water, stel de pH in op ongeveer 10 met NaOH, extraheer het product uit de reactieoplossing, stel de pH weer in op 8-9 met NaOH en verkrijg ten slotte het gewenste voorlopermolecuul van Scopolamine.
(2) Introductie van een vierledige ringstructuur
Los de bereide Scopolamine-precursormoleculen op in een gemengde oplossing van dimethylsulfoxide (DMSO) en water en voeg vervolgens natriumhydroxide (NaOH) toe om de pH tussen 9-10 te krijgen. Op dat moment werden tetracycline TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-isopropylideen- -D-glucosepentaacetaat) en natriumacetofenon (NAS) toegevoegd. Nadat de reactie is gestart, verschijnt er een gele Troposfere veelvlakkige structuur in de oplossing, een nieuw geproduceerde vierledige ringstructuur.
(3) Splitsing van tetracycline en verwijdering van TIPSO
Men liet de uitsluitingsreactie 1 uur staan en vervolgens werd een bepaalde hoeveelheid waterige methanol toegevoegd om het verlengingsprofiel van Scopolamine-precursormoleculen en tetracycline TIPSO en NAS te bevorderen. Vervolgens werden tetracycline TIPSO en NAS verwijderd met geconcentreerd zoutzuur en natriumhydroxide werd aan de oplossing toegevoegd om de pH in te stellen op 8-9. Uiteindelijk zal zich een wit vast neerslag vormen, dat het gewenste Scopolamine-hydrobromide is.
Concluderend, de Trost-synthese heeft de werkzaamheid en stabiliteit van Scopolamine aanzienlijk verbeterd door een effectieve vierledige ringstructuur te introduceren. Deze methode is eenvoudig en uitvoerbaar en is een zeer belangrijke methode voor de productie van Scopolamine.
2. Robinson-synthesemethode:
Scopolamine hydrobromide is een anticholinergicum dat onder andere wordt gebruikt voor de behandeling van bewegingsziekte, gastro-intestinale stoornissen en bewegingsstoornissen. De Robinson-synthesemethode is een van de effectieve methoden voor de synthese van Scopolamine-hydrobromide. De methode is om een vierledige ringstructuur te construeren door middel van twee belangrijke reactiestappen en deze om te zetten in Scopolamine-hydrobromide met waterstofbromide. Dit zijn de gedetailleerde stappen:
(1) Synthese van 2-methoxycarbonylpyridine-5-carbonzuur
Ten eerste is het nodig om 2-methoxycarbonylpyridine-5-carbonzuur te bereiden, dat een synthetisch tussenproduct is van Scopolamine-hydrobromide. De reactie vereist 2-hydroxypyridine en acetylchloride als uitgangsmaterialen en wordt uitgevoerd in aanwezigheid van een base. Voeg eerst druppelsgewijs natriumhydroxide toe aan 2-hydroxypyridine met aceton om natriumzout te genereren, en voeg dan acetylchloride toe. Nadat de reactie is voltooid, geeft verzuring 2-methoxycarbonylpyridine-5-carbonzuur.
(2) Bereiding van 7-methoxycarbonylpyridine[4,3-e]-1,2,4-triazool-8(1H)-on door cyclisatie
Vervolgens moet je 2-methoxycarbonylpyridine-5-carbonzuur gebruiken om 7-methoxycarbonylpyridine[4,3-e]-1,2,4- te synthetiseren triazol-8(1H)-on, Scopolamine-hydrobromide-precursormoleculen. Deze stapreactie wordt uitgevoerd door de Robinson-ringsluitingsreactie. Eerst werd NaOEt in ethanol toegevoegd en werd 2-methoxycarbonylpyridine-5-carbonzuur opgelost in ethylacetaat. Vervolgens wordt een zeer kleine hoeveelheid aldehydekatalysator aan de reactant toegevoegd en de katalysator werkt als initiator van de reactant. Naarmate de reactie vordert, wordt de vorming van cyclische verbindingen steeds duidelijker. Bij dit proces is het noodzakelijk om aandacht te besteden aan factoren zoals de concentratie van de reactant, de reactietijd, de hoeveelheid toegevoegde katalysator en de keuze van het oplosmiddel, zodat de reactie kan worden gereguleerd.
(3) Bereiding van Scopolamine-hydrobromide door hydrogeneringsreductie
Ten slotte moet 7-methoxycarbonylpyridine[4,3-e]-1,2,4-triazool-8(1H)-on worden omgezet in Scopolamine-hydrobromide. Dit kan worden bewerkstelligd door een hydrogeneringsreductiereactie, gewoonlijk onder zure omstandigheden. Voeg eerst 7-methoxycarbonylpyridine[4,3-e]-1,2,4-triazool-8(1H)-on en PtO2 als katalysator toe aan de reactiekolf, voeg dan waterstof toe en laat ongeveer 6 uur reageren. De reactieoplossing werd geëxtraheerd met ethylacetaat en de pH werd aangepast met NaOH, en vervolgens opgelost met broomwaterstofzuur om het gewenste Scopolamine-hydrobromide te genereren.
Concluderend, de Robinson-synthesemethode construeert de vierledige ringstructuur van Scopolamine-hydrobromide door middel van twee belangrijke reactiestappen, namelijk de Robinson-ringsluitingsreactie en hydrogeneringsreductiereactie, en synthetiseert uiteindelijk met succes Scopolamine-hydrobromide. De Robinson-synthesemethode heeft de kenmerken van minder reactiestappen en eenvoudige bediening, maar het is gemakkelijk vervuild, de opbrengst is laag en er zijn meer reagentia nodig. Het is een effectieve methode om Scopolamine-hydrobromide te bereiden.
3. Enzymatische synthesemethode:
Enzymatische synthese is een nieuwe en milieuvriendelijke methode voor de efficiënte synthese van Scopolamine-hydrobromide onder milde reactieomstandigheden. Enzymatische synthese verwijst naar de methode waarbij enzymkatalyse wordt gebruikt om organische synthesereacties te bevorderen, waardoor doelmoleculen efficiënt en selectief worden gesynthetiseerd. Anders dan de traditionele chemische synthesemethode, heeft de enzymatische synthesemethode de voordelen van hoge efficiëntie, groenheid, mildheid, enz., En heeft het de kenmerken van een hoge productzuiverheid en kleine nevenreacties, dus het heeft uitgebreide aandacht en onderzoek gekregen.
De enzymatische synthese van Scopolamine-hydrobromide wordt gekatalyseerd door natuurlijke enzymen, dit zijn zeer specifieke natuurlijke enzymen die de vorming van amidebindingen tussen carboxyl- en aminogroepen in Scopolamine-hydrobromide-moleculen efficiënt kunnen katalyseren. De specifieke stappen van enzymatische synthese van Scopolamine hydrobromide zijn als volgt:
Stap 1: Voorbehandelingsenzym
Ten eerste is de enzymvoorbehandeling van Scopolamine-hydrobromide vereist om het enzym te activeren en te stabiliseren. Het behandelingsproces omvat voornamelijk de stappen van enzymextractie, raffinage, concentratie en vriesdrogen, wat de katalytische efficiëntie en katalytische stabiliteit van het enzym kan verbeteren.
Stap 2: Behandel het substraat vóór de reactie
Voeg het substraat toe dat nodig is om Scopolamine-hydrobromide in het reactiesysteem te synthetiseren. Het substraat moet eerst worden voorbehandeld en door enkele chemische reacties kan het beter worden gecombineerd met het reactie-enzym en een complex vormen. Over het algemeen kan substraatvoorbehandeling worden bereikt met methoden zoals agarosegelkolomchromatografie of verknoopte affiniteitschromatografie.
Stap 3: Enzymatische reactie
De met het substraat voorbehandelde stof en het voorbehandelde enzym worden met elkaar gemengd en onder geschikte reactieomstandigheden tot reactie gebracht. Reactieomstandigheden omvatten in het algemeen verschillende factoren zoals pH-waarde, temperatuur, reactietijd en concentratie van de reactant. Het reactiesysteem moet in het juiste temperatuur- en pH-bereik worden gehouden om de beste katalytische enzymactiviteit te bereiken. De reactietijd varieert afhankelijk van de concentratie van de reactanten en de algemene tijd is ongeveer enkele uren.
Stap 4: Einde van de reactie
Wanneer de reactie voorbij is, moeten sommige methoden worden gebruikt om het reactiesysteem te behandelen. Over het algemeen kan het reactiesysteem worden behandeld met oplosmiddel, verdamping of een chemische methode om ongewenste onzuiverheden te verwijderen en het product zuiverder te maken.
Stap 5: Isoleer en zuiver het product
Zeer zuivere Scopolamine-hydrobromideproducten kunnen worden verkregen door geschikte scheidings- en zuiveringsmethoden, zoals tegenstroomdestillatie, extractie, kolomchromatografie, enz.
Voordelen van Scopolamine hydrobromide enzymatische synthesemethode:
(1) Milieuvriendelijk en groen: in vergelijking met traditionele chemische synthesemethoden vereist enzymatische synthese geen grote hoeveelheid giftige en schadelijke oplosmiddelen, reagentia en andere stoffen, dus het is milieuvriendelijk en groen.
(2) Efficiënte selectiviteit: de enzymatische synthesemethode kan de synthese van doelproducten efficiënt katalyseren en heeft een hoge selectiviteit, zodat het de hoeveelheid afvalproducten en de hoeveelheid gebruikte enzymkatalysator kan verminderen.
(3) Hoge productzuiverheid: het product geproduceerd door de enzymatische synthesemethode heeft een hoge zuiverheid en een laag gehalte aan onzuiverheden, dus er zijn geen extra zuiveringsstappen vereist, wat tijd en kosten kan besparen.
(4) Milde reactieomstandigheden: de reactieomstandigheden van de enzymatische synthesemethode zijn relatief mild en de reactietemperatuur ligt over het algemeen tussen kamertemperatuur en 40 graden, zodat het de natuurlijke structuur en fysiologische activiteit van het reactiesubstraat kan behouden en de driedimensionale configuratie van het oorspronkelijke molecuul en hoofdfunctie.
(5) Brede vooruitzichten voor commerciële industrialisatie: Enzym is een biokatalysator die algemeen voorkomt in de natuur en brede toepassingsmogelijkheden heeft. Vanwege de grote vraag naar Scopolamine-hydrobromide, brede marktvooruitzichten en aanzienlijke economische waarde, heeft de enzymatische synthese van Scopolamine-hydrobromide het voordeel van brede vooruitzichten voor commerciële industrialisatie.
Concluderend, de enzymatische synthese van Scopolamine-hydrobromide is een efficiënte, milieuvriendelijke synthetische methode met hoge selectiviteit en hoge zuiverheid met brede toepassingsmogelijkheden. Deze methode kan een nieuwe manier bieden voor de industriële productie van Scopolamine-hydrobromide.