Скополамина гидробромид(ссылка на товар:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) является распространенным лекарственным средством с различными терапевтическими эффектами, такими как антихолинергическое, анестезирующее и нейропатическое косоглазие. Согласно многочисленным синтетическим попыткам Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd Chemical Laboratory, его химическая структура содержит несколько колец, сложных эфиров и гидролизованных холиновых гликозидов, поэтому существует множество синтетических методов. В этой статье будут проанализированы принципы, характеристики, преимущества и недостатки этих методов, а также обсуждены их клиническое применение.
1. Метод синтеза Троста:
Скополамина гидробромид представляет собой органический алкалоид с различными эффектами, такими как антихолинергический, антинаркотический, антидепрессантный и успокаивающий. Это препарат, широко используемый в клинической медицине. Синтез Троста является эффективным методом получения гидробромида скополамина. Преимущество этого метода заключается в том, что условия реакции мягкие, а выход высокий, но при этом необходимо использовать дорогие катализаторы и реагенты, а также существуют определенные опасности для окружающей среды и безопасности.
Основной принцип метода синтеза Троста заключается во введении необходимой четырехчленной кольцевой структуры в молекулу предшественника скополамина посредством реакции Детройта и, наконец, в получении гидробромида скополамина. Вот подробные шаги:
(1) Получение молекулы предшественника скополамина
Во-первых, необходимо подготовить молекулу предшественника скополамина. Эта молекула-предшественник обычно реагирует с атропином и хлорацетимидом с образованием N-ацетилатропина. Реакцию проводили при комнатной температуре и к реакционному раствору добавляли 1,5 эквивалента триметиламина для ускорения реакции. После реакции разбавляют водой, доводят pH примерно до 10 с помощью NaOH, экстрагируют продукт из реакционного раствора, снова доводят pH до 8-9 с помощью NaOH и, наконец, получают желаемую молекулу-предшественник скополамина.
(2) Введение четырехчленной кольцевой структуры
Растворите приготовленные молекулы предшественника скополамина в смешанном растворе диметилсульфоксида (ДМСО) и воды, а затем добавьте гидроксид натрия (NaOH), чтобы установить рН между 9-10. В этот момент добавляли тетрациклин TIPSO (2,3,4,6-тетра-O-изопропилиден- -D-глюкоза пентаацетат) и ацетофенон натрия (NAS). После начала реакции в растворе появится желтая полиэдрическая структура Troposfere, которая представляет собой новообразованную четырехчленную кольцевую структуру.
(3) Расщепление тетрациклина и удаление TIPSO
Реакцию исключения оставляли стоять на 1 час, а затем добавляли определенное количество водного метанола для стимулирования профиля удлинения молекул предшественника скополамина и тетрациклина TIPSO и NAS. Затем тетрациклин TIPSO и NAS удаляли концентрированной соляной кислотой и к раствору добавляли гидроксид натрия для доведения pH до 8-9. В конце концов образуется белый твердый осадок, который представляет собой желаемый гидробромид скополамина.
В заключение, синтез Trost значительно улучшил эффективность и стабильность скополамина за счет введения эффективной четырехчленной кольцевой структуры. Этот метод прост и выполним, и он является очень важным методом производства скополамина.
2. Метод синтеза Робинсона:
Скополамина гидробромид является антихолинергическим препаратом, используемым, среди прочего, для лечения укачивания, желудочно-кишечных расстройств и двигательных расстройств. Метод синтеза Робинсона является одним из эффективных методов синтеза гидробромида скополамина. Метод заключается в построении четырехчленной кольцевой структуры посредством двух ключевых стадий реакции и превращении ее в гидробромид скополамина с помощью бромистоводородной кислоты. Ниже приведены подробные шаги:
(1) Синтез 2-метоксикарбонилпиридина-5-карбоновой кислоты
Во-первых, необходимо получить 2-метоксикарбонилпиридин-5-карбоновую кислоту, которая является синтетическим промежуточным продуктом гидробромида скополамина. Реакция требует 2-гидроксипиридина и ацетилхлорида в качестве исходных материалов и проводится в присутствии основания. Сначала добавьте по каплям гидроксид натрия к 2-гидроксипиридину с ацетоном, чтобы получить натриевую соль, а затем добавьте ацетилхлорид. После завершения реакции подкисление дает 2-метоксикарбонилпиридин-5-карбоновую кислоту.
(2) Получение 7-метоксикарбонилпиридин[4,3-e]-1,2,4-триазол-8(1H)-она циклизацией
Затем вам нужно использовать 2-метоксикарбонилпиридин-5-карбоновую кислоту для синтеза 7-метоксикарбонилпиридина[4,3-e]-1,2,4- триазол-8(1H)-он, молекулы-предшественники гидробромида скополамина. Эта ступенчатая реакция осуществляется по реакции замыкания кольца Робинсона. Сначала добавляли NaOEt в этаноле и 2-метоксикарбонилпиридин-5-карбоновую кислоту растворяли в этилацетате. Затем к реагенту добавляют очень небольшое количество альдегидного катализатора, и катализатор действует как инициатор реагента. По мере протекания реакции образование циклических соединений становится все более заметным. В этом процессе необходимо обращать внимание на такие факторы, как концентрация реагента, время реакции, количество добавляемого катализатора и выбор растворителя, чтобы можно было регулировать реакцию.
(3) Получение гидробромида скополамина восстановлением гидрированием.
Наконец, 7-метоксикарбонилпиридин[4,3-e]-1,2,4-триазол-8(1H)-он необходимо преобразовать в гидробромид скополамина. Это может быть достигнуто реакцией гидрогенизации, обычно в кислых условиях. Сначала поместите 7-метоксикарбонилпиридин[4,3-e]-1,2,4-триазол-8(1H)-он и PtO2 в реакционную колбу, затем добавляют водород и реагируют в течение примерно 6 часов. Реакционный раствор экстрагировали этилацетатом, рН доводили с помощью NaOH, а затем растворяли бромистоводородной кислотой с получением желаемого гидробромида скополамина.
В заключение, метод синтеза Робинсона строит четырехчленную кольцевую структуру гидробромида скополамина посредством двух ключевых реакционных стадий, а именно реакции замыкания кольца Робинсона и реакции восстановления гидрирования, и, наконец, успешно синтезирует гидробромид скополамина. Метод синтеза Робинсона характеризуется меньшим количеством стадий реакции и простой операцией, но его легко загрязнять, выход низкий, и требуется больше реагентов. Это эффективный метод получения гидробромида скополамина.
3. Метод ферментативного синтеза:
Ферментативный синтез представляет собой новый и экологически безопасный метод эффективного синтеза гидробромида скополамина в мягких условиях реакции. Ферментативный синтез относится к методу использования ферментативного катализа для ускорения реакций органического синтеза, тем самым эффективно и селективно синтезируя целевые молекулы. В отличие от традиционного метода химического синтеза, метод ферментативного синтеза обладает такими преимуществами, как высокая эффективность, экологичность, мягкость и т. д., а также высокой чистотой продукта и незначительными побочными реакциями, поэтому ему уделяется большое внимание и проводятся исследования.
Ферментативный синтез гидробромида скополамина катализируется природными ферментами, представляющими собой высокоспецифичные природные ферменты, способные эффективно катализировать образование амидных связей между карбоксильными и аминогруппами в молекулах гидробромида скополамина. Конкретные стадии ферментативного синтеза гидробромида скополамина следующие:
Шаг 1: Фермент предварительной обработки
Во-первых, для активации и стабилизации фермента необходима предварительная ферментативная обработка гидробромида скополамина. Процесс обработки в основном включает этапы экстракции фермента, очистки, концентрирования и сушки вымораживанием, которые могут улучшить каталитическую эффективность и каталитическую стабильность фермента.
Шаг 2: Обработайте субстрат перед реакцией
Добавьте в реакционную систему субстрат, необходимый для синтеза гидробромида скополамина. Субстрат должен быть предварительно обработан, и в результате некоторых химических реакций он может лучше сочетаться с реакционным ферментом и образовывать комплекс. Как правило, предварительная обработка субстрата может быть достигнута такими методами, как колоночная хроматография на агарозном геле или аффинная хроматография с поперечными связями.
Шаг 3: Ферментативная реакция
Предварительно обработанное субстратом вещество и предварительно обработанный фермент смешивают вместе и проводят реакцию в подходящих реакционных условиях. Условия реакции обычно включают различные факторы, такие как значение pH, температура, время реакции и концентрация реагента. Реакционная система должна поддерживаться в надлежащем диапазоне температуры и pH для достижения наилучшей каталитической активности фермента. Время реакции варьируется в зависимости от концентрации реагентов и обычно составляет около нескольких часов.
Шаг 4: Конец реакции
Когда реакция закончилась, необходимо использовать некоторые методы для обработки реакционной системы. Вообще говоря, реакционная система может быть обработана растворителем, выпариванием или каким-либо химическим методом для удаления нежелательных примесей и повышения чистоты продукта.
Шаг 5: Изолируйте и очистите продукт
Высокочистые продукты гидробромида скополамина могут быть получены соответствующими методами разделения и очистки, такими как противоточная перегонка, экстракция, колоночная хроматография и т. д.
Преимущества метода ферментативного синтеза скополамина гидробромида:
(1) Экологичность и экологичность: по сравнению с традиционными методами химического синтеза ферментативный синтез не требует большого количества токсичных и вредных растворителей, реагентов и других веществ, поэтому он является экологически чистым и экологичным.
(2) Эффективная селективность: метод ферментативного синтеза может эффективно катализировать синтез целевых продуктов и обладает высокой селективностью, поэтому он может уменьшить количество отходов и количество используемого ферментного катализатора.
(3) Высокая чистота продукта: продукт, полученный методом ферментативного синтеза, имеет высокую чистоту и низкое содержание примесей, поэтому не требуются дополнительные этапы очистки, что может сэкономить время и деньги.
(4) Мягкие условия реакции: условия реакции метода ферментативного синтеза относительно мягкие, а температура реакции обычно составляет от комнатной температуры до 40 градусов, поэтому он может поддерживать естественную структуру и физиологическую активность субстрата реакции и эффективно поддерживать трехмерная конфигурация исходной молекулы и основная функция.
(5) Широкие перспективы коммерческой индустриализации: Фермент является биокатализатором, который широко распространен в природе и имеет широкие перспективы применения. В связи с большим спросом на гидробромид скополамина, широкими рыночными перспективами и значительной экономической ценностью, ферментативный синтез гидробромида скополамина имеет преимущество в виде широких перспектив коммерческой индустриализации.
Таким образом, ферментативный синтез гидробромида скополамина является эффективным, экологически безопасным, высокоселективным и высокочистым методом синтеза с широкими перспективами применения. Этот метод может обеспечить новый способ промышленного производства гидробромида скополамина.