Skopolamin hidrobromid(link proizvoda:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) je uobičajen lijek s različitim terapijskim efektima kao što su antiholinergički, anestetički i neuropatski strabizam. Prema višestrukim sintetičkim pokušajima Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd Chemical Laboratory, njegova kemijska struktura sadrži više prstenova, estera i hidroliziranih kolin glikozida, tako da postoji mnogo sintetičkih metoda. Ovaj članak će analizirati principe, karakteristike, prednosti i nedostatke ovih metoda, te razmotriti njihovu kliničku primjenu.
1. Metoda trost sinteze:
Skopolamin hidrobromid je organski alkaloid s različitim efektima kao što su antiholinergički, anti-narkotički, antidepresivni i anti-anksiozni. To je lijek koji se široko koristi u kliničkoj medicini. Trost sinteza je efikasna metoda za pripremu skopolamin hidrobromida. Prednost ove metode je što su reakcioni uslovi blagi i prinos visok, ali je potrebno koristiti skupe katalizatore i reagense, a postoje i određene opasnosti za životnu sredinu i sigurnost.
Osnovni princip metode Trost sinteze je uvođenje potrebne četveročlane prstenaste strukture u molekul prekursora skopolamina kroz Detroitsku reakciju i konačno dobivanje skopolamin hidrobromida. Evo detaljnih koraka:
(1) Priprema molekula prekursora skopolamina
Prvo, treba pripremiti molekul prekursora skopolamina. Ovaj prekursorski molekul obično reagira s atropinom i hloracetimidom kako bi se proizveo N-acetil atropin. Reakcija je izvedena na sobnoj temperaturi, a 1,5 ekvivalenata trimetilamina je dodano u reakcioni rastvor da bi se pospešila reakcija. Nakon reakcije, razrijediti s vodom, podesiti pH na oko 10 pomoću NaOH, ekstrahirati proizvod iz reakcionog rastvora, podesiti pH na 8-9 ponovo sa NaOH i konačno dobiti željeni prekursorski molekul skopolamina.
(2) Uvođenje četvoročlane prstenaste strukture
Rastvorite pripremljene molekule prekursora skopolamina u miješanoj otopini dimetil sulfoksida (DMSO) i vode, a zatim dodajte natrijum hidroksid (NaOH) da postignete pH između 9-10. U ovom trenutku su dodani tetraciklin TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-izopropiliden- -D-glukoza pentaacetat) i natrijum acetofenon (NAS). Nakon što reakcija započne, u otopini će se pojaviti žuta poliedarska struktura Troposfere, koja je novoproizvedena četveročlana prstenasta struktura.
(3) Cepanje tetraciklina i uklanjanje TIPSO
Reakcija isključenja je ostavljena da odstoji 1 sat, a zatim je dodana određena količina vodenog metanola kako bi se poboljšao profil ekstenzije molekula prekursora skopolamina i tetraciklina TIPSO i NAS. Nakon toga, tetraciklin TIPSO i NAS su uklonjeni koncentrovanom hlorovodoničnom kiselinom, a rastvoru je dodan natrijum hidroksid da se pH podesi na 8-9. Na kraju će se formirati bijeli čvrsti talog, koji je željeni skopolamin hidrobromid.
U zaključku, Trost sinteza je značajno poboljšala efikasnost i stabilnost skopolamina uvođenjem efikasne četvoročlane prstenaste strukture. Ova metoda je jednostavna i izvodljiva, te je vrlo važna metoda za proizvodnju skopolamina.
2. Metoda Robinsonove sinteze:
Skopolamin hidrobromid je antikolinergički lijek koji se koristi za liječenje bolesti kretanja, gastrointestinalnih poremećaja i poremećaja kretanja, između ostalog. Metoda Robinsonove sinteze je jedna od efikasnih metoda za sintezu skopolamin hidrobromida. Metoda je da se konstruiše četvoročlana prstenasta struktura kroz dva ključna koraka reakcije i da se konvertuje u skopolamin hidrobromid sa bromovodoničnom kiselinom. Slijede detaljni koraci:
(1) Sinteza 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilne kiseline
Prvo, potrebno je pripremiti 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilnu kiselinu, koja je sintetički intermedijer skopolamin hidrobromida. Reakcija zahtijeva 2-hidroksipiridin i acetil hlorid kao polazne materijale i izvodi se u prisustvu baze. Prvo dodajte natrijum hidroksid u kapima u 2-hidroksipiridin sa acetonom da dobijete natrijumovu so, a zatim dodajte acetil hlorid. Nakon što je reakcija završena, acidifikacija daje 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilnu kiselinu.
(2) Priprema 7-metoksikarbonilpiridina[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-ona ciklizacijom
Zatim, trebate koristiti 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilnu kiselinu da sintetizirate 7-metoksikarbonilpiridin[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-on, molekule prekursora skopolamin hidrobromida. Ovaj korak reakcija se izvodi reakcijom zatvaranja Robinsonovog prstena. Prvo je dodat NaOEt u etanolu, a 2-metoksikarbonilpiridin-5-karboksilna kiselina je otopljena u etil acetatu. Zatim se vrlo mala količina aldehidnog katalizatora dodaje reaktantu, a katalizator djeluje kao inicijator reaktanta. Kako reakcija teče, formiranje cikličkih spojeva postaje sve očiglednije. U ovom procesu potrebno je obratiti pažnju na faktore kao što su koncentracija reaktanta, vrijeme reakcije, količina dodanog katalizatora i izbor rastvarača, kako bi se reakcija mogla regulirati.
(3) Priprema skopolamin hidrobromida redukcijom hidrogenizacije
Konačno, 7-metoksikarbonilpiridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on treba da se konvertuje u skopolamin hidrobromid. Ovo se može postići reakcijom redukcije hidrogenacije, obično u kiselim uvjetima. Prvo stavite 7-metoksikarbonilpiridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on i PtO2 kao katalizator u reakcionu tikvicu, zatim dodati vodonik i reagovati oko 6 sati. Reakcioni rastvor je ekstrahovan etil acetatom i pH je podešen sa NaOH, a zatim rastvoren sa bromovodoničnom kiselinom da bi se dobio željeni skopolamin hidrobromid.
Zaključno, metoda Robinsonove sinteze konstruiše četvoročlanu prstenastu strukturu skopolamin hidrobromida kroz dva ključna koraka reakcije, odnosno reakciju zatvaranja Robinsonovog prstena i reakciju redukcije hidrogenacije, i na kraju uspješno sintetizira skopolamin hidrobromid. Metoda Robinsonove sinteze ima karakteristike manjeg broja koraka reakcije i jednostavnog rada, ali se lako zagađuje, prinos je nizak i potrebno je više reagensa. To je efikasna metoda za pripremu skopolamin hidrobromida.
3. Metoda enzimske sinteze:
Enzimska sinteza je nova i ekološki prihvatljiva metoda za efikasnu sintezu skopolamin hidrobromida u uslovima blagih reakcija. Enzimska sinteza se odnosi na metodu korištenja enzimske katalize za promoviranje reakcija organske sinteze, čime se efikasno i selektivno sintetiziraju ciljni molekuli. Za razliku od tradicionalne metode hemijske sinteze, metoda enzimske sinteze ima prednosti visoke efikasnosti, zelenosti, blagosti itd., i ima karakteristike visoke čistoće proizvoda i malih nuspojava, tako da je dobila veliku pažnju i istraživanje.
Enzimsku sintezu skopolamin hidrobromida kataliziraju prirodni enzimi, koji su visoko specifični prirodni enzimi koji mogu efikasno katalizirati stvaranje amidnih veza između karboksilnih i amino grupa u molekulima skopolamin hidrobromida. Specifični koraci enzimske sinteze skopolamin hidrobromida su sljedeći:
Korak 1: Enzim za prethodnu obradu
Prvo, potrebna je enzimska predtretman skopolamin hidrobromida da bi se enzim aktivirao i stabilizirao. Proces tretmana uglavnom uključuje korake ekstrakcije enzima, rafiniranja, koncentracije i sušenja zamrzavanjem, što može poboljšati katalitičku efikasnost i katalitičku stabilnost enzima.
Korak 2: Tretirajte supstrat prije reakcije
Dodajte supstrat potreban za sintetizaciju skopolamin hidrobromida u reakcioni sistem. Supstrat se prvo treba prethodno obraditi, a kroz neke hemijske reakcije može se bolje spojiti sa reakcionim enzimom i formirati kompleks. Općenito, prethodna obrada supstrata može se postići metodama kao što je hromatografija na koloni agaroznog gela ili hromatografija sa umreženim afinitetom.
Korak 3: Enzimska reakcija
Prethodno obrađena supstrat i prethodno obrađeni enzim se pomešaju i reaguju pod odgovarajućim reakcionim uslovima. Uslovi reakcije općenito uključuju različite faktore kao što su pH vrijednost, temperatura, vrijeme reakcije i koncentracija reaktanata. Reakcioni sistem treba održavati u odgovarajućem rasponu temperature i pH kako bi se postigla najbolja katalitička aktivnost enzima. Vrijeme reakcije varira ovisno o koncentraciji reaktanata, a općenito vrijeme je oko nekoliko sati.
Korak 4: Kraj reakcije
Kada se reakcija završi, potrebno je koristiti neke metode za liječenje reakcionog sistema. Uopšteno govoreći, reakcioni sistem se može tretirati rastvaračem, isparavanjem ili nekom hemijskom metodom kako bi se uklonile neželjene nečistoće i proizvod učinio čistijim.
Korak 5: Izolirajte i pročistite proizvod
Proizvodi skopolamin hidrobromida visoke čistoće mogu se dobiti odgovarajućim metodama odvajanja i prečišćavanja, kao što su kontrastrujna destilacija, ekstrakcija, kolonska hromatografija itd.
Prednosti enzimske metode sinteze skopolamin hidrobromida:
(1) Ekološki prihvatljivo i zeleno: U poređenju sa tradicionalnim metodama hemijske sinteze, enzimska sinteza ne zahteva veliku količinu toksičnih i štetnih rastvarača, reagensa i drugih supstanci, tako da je ekološki prihvatljiva i zelena.
(2) Efikasna selektivnost: Metoda enzimske sinteze može efikasno katalizirati sintezu ciljnih proizvoda i ima visoku selektivnost, tako da može smanjiti količinu otpadnih proizvoda i količinu korištenog enzimskog katalizatora.
(3) Visoka čistoća proizvoda: Proizvod proizveden metodom enzimske sinteze ima visoku čistoću i nizak sadržaj nečistoća, tako da nisu potrebni dodatni koraci prečišćavanja, što može uštedjeti vrijeme i troškove.
(4) Blagi reakcioni uslovi: Reakcioni uslovi metode enzimske sinteze su relativno blagi, a temperatura reakcije je uglavnom između sobne temperature i 40 stepeni, tako da može održavati prirodnu strukturu i fiziološku aktivnost supstrata reakcije i efikasno održavati trodimenzionalna konfiguracija originalne molekule i glavne funkcije.
(5) Široki izgledi za komercijalnu industrijalizaciju: Enzim je biokatalizator koji je široko rasprostranjen u prirodi i ima široku perspektivu primjene. Zbog velike potražnje za skopolamin hidrobromidom, širokih tržišnih izgleda i značajne ekonomske vrijednosti, enzimska sinteza skopolamin hidrobromida ima prednost širokih izgleda za komercijalnu industrijalizaciju.
U zaključku, enzimska sinteza skopolamin hidrobromida je efikasna, ekološki prihvatljiva, visoko selektivna sintetička metoda visoke čistoće sa širokim izgledima primjene. Ova metoda može pružiti novi način za industrijsku proizvodnju skopolamin hidrobromida.