Υδροβρωμική σκοπολαμίνη(Σύνδεσμος προϊόντος:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) είναι ένα κοινό φάρμακο με διάφορα θεραπευτικά αποτελέσματα όπως αντιχολινεργικό, αναισθητικό και νευροπαθητικό στραβισμό. Σύμφωνα με πολλαπλές συνθετικές προσπάθειες από το Shaanxi Achieve chem-tech Co.,Ltd Chemical Laboratory, η χημική του δομή περιέχει πολλαπλούς δακτυλίους, εστέρες και υδρολυμένους γλυκοσίδες χολίνης, επομένως υπάρχουν πολλές συνθετικές μέθοδοι. Αυτό το άρθρο θα αναλύσει τις αρχές, τα χαρακτηριστικά, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτών των μεθόδων και θα συζητήσει τις κλινικές εφαρμογές τους.
1. Μέθοδος σύνθεσης Trost:
Η υδροβρωμική σκοπολαμίνη είναι ένα οργανικό αλκαλοειδές με διάφορες επιδράσεις όπως αντιχολινεργική, αντιναρκωτική, αντικαταθλιπτική και κατά του άγχους. Είναι ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται ευρέως στην κλινική ιατρική. Η σύνθεση Trost είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την παρασκευή υδροβρωμικής σκοπολαμίνης. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι οι συνθήκες αντίδρασης είναι ήπιες και η απόδοση είναι υψηλή, αλλά χρειάζεται να χρησιμοποιηθούν ακριβοί καταλύτες και αντιδραστήρια και υπάρχουν ορισμένοι περιβαλλοντικοί κίνδυνοι και κίνδυνοι για την ασφάλεια.
Η βασική αρχή της μεθόδου σύνθεσης Trost είναι η εισαγωγή της απαιτούμενης τετραμελούς δομής δακτυλίου στο πρόδρομο μόριο της Σκοπολαμίνης μέσω της αντίδρασης του Ντιτρόιτ και τελικά η λήψη υδροβρωμικής σκοπολαμίνης. Εδώ είναι τα αναλυτικά βήματα:
(1) Παρασκευή του μορίου πρόδρομης σκοπολαμίνης
Πρώτα, πρέπει να προετοιμαστεί το μόριο πρόδρομης σκοπολαμίνης. Αυτό το πρόδρομο μόριο συνήθως αντιδρά με ατροπίνη και χλωροακετιμίδιο για την παραγωγή Ν-ακετυλοατροπίνης. Η αντίδραση διεξήχθη σε θερμοκρασία δωματίου και 1,5 ισοδύναμα τριμεθυλαμίνης προστέθηκαν στο διάλυμα της αντίδρασης για να προωθηθεί η αντίδραση. Μετά την αντίδραση, αραιώστε με νερό, ρυθμίστε το pH σε περίπου 10 με NaOH, εκχυλίστε το προϊόν από το διάλυμα αντίδρασης, ρυθμίστε το pH σε 8-9 ξανά με NaOH και τελικά λάβετε το επιθυμητό πρόδρομο μόριο της Σκοπολαμίνης.
(2) Παρουσιάζοντας μια τετραμελή δομή δακτυλίου
Διαλύστε τα παρασκευασμένα πρόδρομα μόρια της Σκοπολαμίνης σε ένα μικτό διάλυμα διμεθυλοσουλφοξειδίου (DMSO) και νερού και στη συνέχεια προσθέστε υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) για να γίνει το pH μεταξύ 9-10. Σε αυτό το σημείο, προστέθηκαν τετρακυκλίνη TIPSO (2,3,4,6-τετρα-Ο-ισοπροπυλιδενο- -D-πενταοξική γλυκόζη) και ακετοφαινόνη νατρίου (NAS). Μετά την έναρξη της αντίδρασης, μια κίτρινη πολυεδρική δομή Troposfere θα εμφανιστεί στο διάλυμα, η οποία είναι μια πρόσφατα παραγόμενη τετραμελής δομή δακτυλίου.
(3) Διάσπαση τετρακυκλίνης και αφαίρεση TIPSO
Η αντίδραση αποκλεισμού αφέθηκε σε ηρεμία για 1 ώρα και στη συνέχεια προστέθηκε μια ορισμένη ποσότητα υδατικής μεθανόλης για την προώθηση του προφίλ επέκτασης των μορίων πρόδρομων μορίων Σκοπολαμίνης και της τετρακυκλίνης TIPSO και NAS. Στη συνέχεια, η τετρακυκλίνη TIPSO και το NAS απομακρύνθηκαν με πυκνό υδροχλωρικό οξύ και προστέθηκε υδροξείδιο του νατρίου στο διάλυμα για ρύθμιση του ρΗ σε 8-9. Τελικά θα σχηματιστεί ένα λευκό στερεό ίζημα, το οποίο είναι η επιθυμητή υδροβρωμική σκοπολαμίνη.
Συμπερασματικά, η σύνθεση Trost βελτίωσε σημαντικά την αποτελεσματικότητα και τη σταθερότητα της Σκοπολαμίνης εισάγοντας μια αποτελεσματική τετραμελή δομή δακτυλίου. Αυτή η μέθοδος είναι απλή και εφικτή, και είναι μια πολύ σημαντική μέθοδος για την παραγωγή σκοπολαμίνης.
2. Μέθοδος σύνθεσης Robinson:
Η υδροβρωμική σκοπολαμίνη είναι ένα αντιχολινεργικό φάρμακο που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της ασθένειας κίνησης, των γαστρεντερικών διαταραχών και των κινητικών διαταραχών, μεταξύ άλλων. Η μέθοδος σύνθεσης Robinson είναι μία από τις αποτελεσματικές μεθόδους για τη σύνθεση της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης. Η μέθοδος είναι η κατασκευή μιας τετραμελούς δομής δακτυλίου μέσω δύο βασικών σταδίων αντίδρασης και η μετατροπή της σε υδροβρωμική σκοπολαμίνη με υδροβρωμικό οξύ. Τα παρακάτω είναι τα αναλυτικά βήματα:
(1) Σύνθεση 2-μεθοξυκαρβονυλπυριδίνης-5-καρβοξυλικού οξέος
Πρώτον, είναι απαραίτητο να παρασκευαστεί το 2-μεθοξυκαρβονυλπυριδίνη-5-καρβοξυλικό οξύ, το οποίο είναι ένα συνθετικό ενδιάμεσο της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης. Η αντίδραση απαιτεί 2-υδροξυπυριδίνη και ακετυλοχλωρίδιο ως πρώτες ύλες και διεξάγεται παρουσία μιας βάσης. Πρώτα προσθέστε υδροξείδιο του νατρίου στάγδην σε 2-υδροξυπυριδίνη με ακετόνη για να δημιουργήσετε άλας νατρίου και στη συνέχεια προσθέστε ακετυλοχλωρίδιο. Αφού ολοκληρωθεί η αντίδραση, η οξίνιση δίνει 2-μεθοξυκαρβονυλοπυριδίνη-5-καρβοξυλικό οξύ.
(2) Παρασκευή 7-μεθοξυκαρβονυλπυριδίνης[4,3-e]-1,2,4-τριαζόλης-8(1Η)-όνης με κυκλοποίηση
Στη συνέχεια, πρέπει να χρησιμοποιήσετε 2-μεθοξυκαρβονυλπυριδίνη-5-καρβοξυλικό οξύ για τη σύνθεση 7-μεθοξυκαρβονυλπυριδίνης[4,3-e]-1,2,4- Τριαζολ-8(1Η)-όνη, πρόδρομα μόρια υδροβρωμικής σκοπολαμίνης. Αυτό το στάδιο αντίδρασης διεξάγεται με αντίδραση κλεισίματος δακτυλίου Robinson. Αρχικά, προστέθηκε NaOEt σε αιθανόλη και 2-μεθοξυκαρβονυλοπυριδίνη-5-καρβοξυλικό οξύ διαλύθηκε με οξικό αιθυλεστέρα. Στη συνέχεια προστίθεται μια πολύ μικρή ποσότητα καταλύτη αλδεΰδης στο αντιδρών και ο καταλύτης δρα ως εκκινητής του αντιδρώντος. Καθώς η αντίδραση προχωρά, ο σχηματισμός κυκλικών ενώσεων γίνεται όλο και πιο εμφανής. Σε αυτή τη διαδικασία, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή σε παράγοντες όπως η συγκέντρωση του αντιδρώντος, ο χρόνος αντίδρασης, η ποσότητα του προστιθέμενου καταλύτη και η επιλογή του διαλύτη, έτσι ώστε η αντίδραση να μπορεί να ρυθμιστεί.
(3) Παρασκευή υδροβρωμικής σκοπολαμίνης με αναγωγή υδρογόνωσης
Τέλος, η 7-μεθοξυκαρβονυλπυριδίνη[4,3-e]-1,2,4-τριαζολ-8(1Η)-one πρέπει να μετατραπεί σε υδροβρωμική σκοπολαμίνη. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με μια αντίδραση αναγωγής υδρογόνωσης, συνήθως υπό όξινες συνθήκες. Πρώτα, βάλτε 7-μεθοξυκαρβονυλοπυριδίνη[4,{3-e]-1,2,4-τριαζολ-8(1Η)-όνη και PtO2 ως καταλύτη στο φιάλη αντίδρασης, στη συνέχεια προσθέστε υδρογόνο και αντιδράστε για περίπου 6 ώρες. Το διάλυμα της αντίδρασης εκχυλίστηκε με οξικό αιθυλεστέρα και το ρΗ ρυθμίστηκε με ΝβΟΗ, και στη συνέχεια διαλύθηκε με υδροβρωμικό οξύ για να δημιουργήσει το επιθυμητό υδροβρωμίδιο σκοπολαμίνης.
Συμπερασματικά, η μέθοδος σύνθεσης Robinson κατασκευάζει την τετραμελή δομή δακτυλίου της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης μέσω δύο βασικών σταδίων αντίδρασης, δηλαδή της αντίδρασης κλεισίματος δακτυλίου Robinson και της αντίδρασης αναγωγής υδρογόνωσης, και τελικά συνθέτει με επιτυχία την υδροβρωμική σκοπολαμίνη. Η μέθοδος σύνθεσης Robinson έχει τα χαρακτηριστικά λιγότερων βημάτων αντίδρασης και απλής λειτουργίας, αλλά είναι εύκολο να ρυπαίνεται, η απόδοση είναι χαμηλή και χρειάζονται περισσότερα αντιδραστήρια. Είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την παρασκευή υδροβρωμικής σκοπολαμίνης.
3. Μέθοδος ενζυματικής σύνθεσης:
Η ενζυματική σύνθεση είναι μια νέα και φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος για την αποτελεσματική σύνθεση της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης κάτω από ήπιες συνθήκες αντίδρασης. Η ενζυματική σύνθεση αναφέρεται στη μέθοδο χρήσης της ενζυμικής κατάλυσης για την προώθηση αντιδράσεων οργανικής σύνθεσης, συνθέτοντας έτσι αποτελεσματικά και επιλεκτικά μόρια στόχους. Διαφορετική από την παραδοσιακή μέθοδο χημικής σύνθεσης, η μέθοδος ενζυματικής σύνθεσης έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης, πρασινάδας, απαλότητας κ.λπ., και έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής καθαρότητας του προϊόντος και των μικρών παρενεργειών, επομένως έχει λάβει εκτενή προσοχή και έρευνα.
Η ενζυματική σύνθεση της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης καταλύεται από φυσικά ένζυμα, τα οποία είναι εξαιρετικά ειδικά φυσικά ένζυμα που μπορούν να καταλύουν αποτελεσματικά το σχηματισμό δεσμών αμιδίου μεταξύ καρβοξυλικών και αμινομάδων στα μόρια υδροβρωμικής σκοπολαμίνης. Τα συγκεκριμένα στάδια της ενζυμικής σύνθεσης της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης είναι τα εξής:
Βήμα 1: Ένζυμο προεπεξεργασίας
Πρώτον, απαιτείται η ενζυμική προκατεργασία της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης για την ενεργοποίηση και σταθεροποίηση του ενζύμου. Η διαδικασία επεξεργασίας περιλαμβάνει κυρίως τα στάδια εκχύλισης ενζύμου, εξευγενισμού, συμπύκνωσης και λυοφιλοποίησης, τα οποία μπορούν να βελτιώσουν την καταλυτική απόδοση και την καταλυτική σταθερότητα του ενζύμου.
Βήμα 2: Επεξεργαστείτε το υπόστρωμα πριν την αντίδραση
Προσθέστε το υπόστρωμα που απαιτείται για τη σύνθεση υδροβρωμικής σκοπολαμίνης στο σύστημα αντίδρασης. Το υπόστρωμα πρέπει πρώτα να υποβληθεί σε προεπεξεργασία και μέσω ορισμένων χημικών αντιδράσεων, μπορεί να συνδυαστεί καλύτερα με το ένζυμο της αντίδρασης και να σχηματίσει ένα σύμπλεγμα. Γενικά, η προεπεξεργασία του υποστρώματος μπορεί να επιτευχθεί με μεθόδους όπως η χρωματογραφία στήλης γέλης αγαρόζης ή η χρωματογραφία συγγένειας με σταυροδεσμούς.
Βήμα 3: Ενζυματική αντίδραση
Η υπόστρωμα προκατεργασμένη ουσία και το προκατεργασμένο ένζυμο αναμιγνύονται μαζί και αντιδρούν υπό κατάλληλες συνθήκες αντίδρασης. Οι συνθήκες αντίδρασης γενικά περιλαμβάνουν διάφορους παράγοντες όπως η τιμή του pH, η θερμοκρασία, ο χρόνος αντίδρασης και η συγκέντρωση του αντιδρώντος. Το σύστημα αντίδρασης πρέπει να διατηρείται στο κατάλληλο εύρος θερμοκρασίας και pH για να επιτευχθεί η καλύτερη ενζυμική καταλυτική δραστηριότητα. Ο χρόνος αντίδρασης ποικίλλει ανάλογα με τη συγκέντρωση των αντιδρώντων και ο γενικός χρόνος είναι περίπου αρκετές ώρες.
Βήμα 4: Τέλος αντίδρασης
Όταν τελειώσει η αντίδραση, πρέπει να χρησιμοποιηθούν ορισμένες μέθοδοι για την επεξεργασία του συστήματος αντίδρασης. Σε γενικές γραμμές, το σύστημα αντίδρασης μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία με διαλύτη, εξάτμιση ή κάποια χημική μέθοδο για να αφαιρεθούν οι ανεπιθύμητες ακαθαρσίες και να γίνει το προϊόν πιο καθαρό.
Βήμα 5: Απομονώστε και καθαρίστε το προϊόν
Υψηλής καθαρότητας προϊόντα υδροβρωμικής σκοπολαμίνης μπορούν να ληφθούν με κατάλληλες μεθόδους διαχωρισμού και καθαρισμού, όπως απόσταξη αντίθετης ροής, εκχύλιση, χρωματογραφία στήλης κ.λπ.
Πλεονεκτήματα της μεθόδου ενζυματικής σύνθεσης υδροβρωμικής σκοπολαμίνης:
(1) Φιλικό προς το περιβάλλον και πράσινο: Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους χημικής σύνθεσης, η ενζυματική σύνθεση δεν απαιτεί μεγάλη ποσότητα τοξικών και επιβλαβών διαλυτών, αντιδραστηρίων και άλλων ουσιών, επομένως είναι φιλική προς το περιβάλλον και πράσινη.
(2) Αποτελεσματική εκλεκτικότητα: Η μέθοδος ενζυματικής σύνθεσης μπορεί να καταλύσει αποτελεσματικά τη σύνθεση των προϊόντων-στόχων και έχει υψηλή εκλεκτικότητα, έτσι μπορεί να μειώσει την ποσότητα των αποβλήτων και την ποσότητα του ενζυμικού καταλύτη που χρησιμοποιείται.
(3) Υψηλή καθαρότητα προϊόντος: Το προϊόν που παράγεται με τη μέθοδο ενζυματικής σύνθεσης έχει υψηλή καθαρότητα και χαμηλή περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες, επομένως δεν απαιτούνται πρόσθετα βήματα καθαρισμού, τα οποία μπορούν να εξοικονομήσουν χρόνο και κόστος.
(4) Ήπιες συνθήκες αντίδρασης: Οι συνθήκες αντίδρασης της μεθόδου ενζυματικής σύνθεσης είναι σχετικά ήπιες και η θερμοκρασία αντίδρασης είναι γενικά μεταξύ θερμοκρασίας δωματίου και 40 βαθμών, έτσι ώστε να μπορεί να διατηρήσει τη φυσική δομή και τη φυσιολογική δραστηριότητα του υποστρώματος αντίδρασης και να διατηρήσει αποτελεσματικά το τρισδιάστατη διαμόρφωση του αρχικού μορίου και κύρια λειτουργία.
(5) Ευρείες προοπτικές για εμπορική εκβιομηχάνιση: Το ένζυμο είναι ένας βιοκαταλύτης που υπάρχει ευρέως στη φύση και έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Λόγω της μεγάλης ζήτησης για υδροβρωμική σκοπολαμίνη, των ευρειών προοπτικών αγοράς και της σημαντικής οικονομικής αξίας, η ενζυματική σύνθεση της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης έχει το πλεονέκτημα των ευρειών προοπτικών για εμπορική εκβιομηχάνιση.
Συμπερασματικά, η ενζυματική σύνθεση της υδροβρωμικής σκοπολαμίνης είναι μια αποτελεσματική, φιλική προς το περιβάλλον, υψηλής εκλεκτικότητας, υψηλής καθαρότητας συνθετική μέθοδος με ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Αυτή η μέθοδος μπορεί να προσφέρει έναν νέο τρόπο για τη βιομηχανική παραγωγή υδροβρωμικής σκοπολαμίνης.