Bromidrato di scopolamina(Collegamento al prodotto:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/API-researching-only/scopoLamine-hydrobromide-powder-Cas-114-49-8.html) è un farmaco comune con vari effetti terapeutici come lo strabismo anticolinergico, anestetico e neuropatico. Secondo molteplici tentativi sintetici di Shaanxi Achieve chem-tech Co.,Ltd Chemical Laboratory, la sua struttura chimica contiene più anelli, esteri e glicosidi di colina idrolizzati, quindi ci sono molti metodi sintetici. Questo articolo analizzerà i principi, le caratteristiche, i vantaggi e gli svantaggi di questi metodi e ne discuterà le applicazioni cliniche.
1. Metodo di sintesi Trost:
L'idrobromuro di scopolamina è un alcaloide organico con vari effetti come anticolinergico, antinarcotico, antidepressivo e anti-ansia. È un farmaco ampiamente utilizzato nella medicina clinica. La sintesi Trost è un metodo efficace per la preparazione del bromidrato di scopolamina. Il vantaggio di questo metodo è che le condizioni di reazione sono blande e la resa è elevata, ma richiede l'utilizzo di catalizzatori e reagenti costosi e presenta alcuni rischi per l'ambiente e la sicurezza.
Il principio di base del metodo di sintesi Trost consiste nell'introdurre la struttura ad anello a quattro membri richiesta nella molecola precursore della scopolamina attraverso la reazione di Detroit e infine ottenere l'idrobromuro della scopolamina. Ecco i passaggi dettagliati:
(1) Preparazione della molecola precursore della scopolamina
Innanzitutto, è necessario preparare la molecola precursore della scopolamina. Questa molecola precursore viene solitamente fatta reagire con atropina e cloroacetimmide per produrre N-acetil atropina. La reazione è stata condotta a temperatura ambiente e alla soluzione di reazione sono stati aggiunti 1,5 equivalenti di trimetilammina per favorire la reazione. Dopo la reazione, diluire con acqua, aggiustare il pH a circa 10 con NaOH, estrarre il prodotto dalla soluzione di reazione, aggiustare nuovamente il pH a 8-9 con NaOH, ed infine ottenere la desiderata molecola precursore della Scopolamina.
(2) Introduzione di una struttura ad anello a quattro membri
Sciogliere le molecole precursori della scopolamina preparate in una soluzione mista di dimetilsolfossido (DMSO) e acqua, quindi aggiungere idrossido di sodio (NaOH) per portare il pH tra 9-10. A questo punto sono stati aggiunti la tetraciclina TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-isopropilidene- -D-glucosio pentaacetato) e sodio acetofenone (NAS). Dopo l'inizio della reazione, nella soluzione apparirà una struttura poliedrica Troposfere gialla, che è una struttura ad anello a quattro membri di nuova produzione.
(3) Scissione della tetraciclina e rimozione di TIPSO
La reazione di esclusione è stata lasciata a riposo per 1 ora, quindi è stata aggiunta una certa quantità di metanolo acquoso per promuovere il profilo di estensione delle molecole precursori della scopolamina e della tetraciclina TIPSO e NAS. Successivamente, la tetraciclina TIPSO e NAS sono state rimosse con acido cloridrico concentrato e l'idrossido di sodio è stato aggiunto alla soluzione per regolare il pH a 8-9. Alla fine si formerà un precipitato solido bianco, che è il desiderato bromidrato di scopolamina.
In conclusione, la sintesi di Trost ha notevolmente migliorato l'efficacia e la stabilità della scopolamina introducendo un'efficace struttura ad anello a quattro membri. Questo metodo è semplice e fattibile ed è un metodo molto importante per la produzione di scopolamina.
2. Metodo di sintesi Robinson:
L'idrobromuro di scopolamina è un farmaco anticolinergico usato per trattare, tra gli altri, cinetosi, disturbi gastrointestinali e disturbi del movimento. Il metodo di sintesi Robinson è uno dei metodi efficaci per la sintesi del bromidrato di scopolamina. Il metodo consiste nel costruire una struttura ad anello a quattro membri attraverso due fasi di reazione chiave e convertirla in bromidrato di scopolamina con acido bromidrico. Di seguito sono riportati i passaggi dettagliati:
(1) Sintesi dell'acido 2-metossicarbonilpiridina-5-carbossilico
In primo luogo, è necessario preparare l'acido 2-metossicarbonilpiridina-5-carbossilico, che è un intermedio sintetico dell'idrobromuro di scopolamina. La reazione richiede 2-idrossipiridina e cloruro di acetile come materiali di partenza e viene condotta in presenza di una base. Per prima cosa aggiungi goccia a goccia l'idrossido di sodio all'2-idrossipiridina con l'acetone per generare il sale sodico, quindi aggiungi il cloruro di acetile. Dopo che la reazione è completa, l'acidificazione dà 2-metossicarbonilpiridina-5-acido carbossilico.
(2) Preparazione di 7-metossicarbonilpiridina[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one mediante ciclizzazione
Successivamente, devi utilizzare l'acido 2-metossicarbonilpiridina-5-carbossilico per sintetizzare 7-metossicarbonilpiridina[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-one, molecole precursori del bromidrato di scopolamina. Questa fase di reazione viene eseguita dalla reazione di chiusura dell'anello di Robinson. Innanzitutto, NaOEt è stato aggiunto in etanolo e l'acido 2-metossicarbonilpiridina-5-carbossilico è stato sciolto con acetato di etile. Quindi una quantità molto piccola di catalizzatore aldeidico viene aggiunta al reagente e il catalizzatore agisce come iniziatore del reagente. Man mano che la reazione procede, la formazione di composti ciclici diventa sempre più evidente. In questo processo è necessario prestare attenzione a fattori quali la concentrazione del reagente, il tempo di reazione, la quantità di catalizzatore aggiunto e la scelta del solvente, in modo da poter regolare la reazione.
(3) Preparazione del bromidrato di scopolamina mediante riduzione dell'idrogenazione
Infine, 7-metossicarbonilpiridina[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one deve essere convertito in scopolamina bromidrato. Ciò può essere ottenuto mediante una reazione di riduzione dell'idrogenazione, solitamente in condizioni acide. Innanzitutto, metti 7-metossicarbonilpiridina[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one e PtO2 come catalizzatore nel pallone di reazione, quindi aggiungere idrogeno e far reagire per circa 6 ore. La soluzione di reazione è stata estratta con acetato di etile e il pH è stato regolato con NaOH, quindi sciolto con acido bromidrico per generare il desiderato bromidrato di scopolamina.
In conclusione, il metodo di sintesi di Robinson costruisce la struttura ad anello a quattro membri dell'idrobromuro di scopolamina attraverso due fasi di reazione chiave, vale a dire la reazione di chiusura dell'anello di Robinson e la reazione di riduzione dell'idrogenazione, e infine sintetizza con successo l'idrobromuro di scopolamina. Il metodo di sintesi Robinson ha le caratteristiche di meno passaggi di reazione e di funzionamento semplice, ma è facile da inquinare, la resa è bassa e sono necessari più reagenti. È un metodo efficace per preparare il bromidrato di scopolamina.
3. Metodo di sintesi enzimatica:
La sintesi enzimatica è un metodo nuovo ed ecologico per la sintesi efficiente di bromidrato di scopolamina in condizioni di reazione blande. La sintesi enzimatica si riferisce al metodo di utilizzo della catalisi enzimatica per promuovere reazioni di sintesi organica, sintetizzando così in modo efficiente e selettivo molecole bersaglio. Diverso dal tradizionale metodo di sintesi chimica, il metodo di sintesi enzimatica presenta i vantaggi di alta efficienza, verde, dolcezza, ecc. e ha le caratteristiche di elevata purezza del prodotto e piccole reazioni collaterali, quindi ha ricevuto ampia attenzione e ricerca.
La sintesi enzimatica del bromidrato di scopolamina è catalizzata da enzimi naturali, che sono enzimi naturali altamente specifici che possono catalizzare efficacemente la formazione di legami ammidici tra gruppi carbossilici e amminici nelle molecole di bromidrato di scopolamina. Le fasi specifiche della sintesi enzimatica della scopolamina bromidrato sono le seguenti:
Passaggio 1: enzima di pretrattamento
In primo luogo, è necessario il pretrattamento enzimatico dell'idrobromuro di scopolamina per attivare e stabilizzare l'enzima. Il processo di trattamento comprende principalmente le fasi di estrazione enzimatica, raffinazione, concentrazione e liofilizzazione, che possono migliorare l'efficienza catalitica e la stabilità catalitica dell'enzima.
Passaggio 2: trattare il substrato prima della reazione
Aggiungere il substrato necessario per sintetizzare l'idrobromuro di scopolamina nel sistema di reazione. Il substrato deve essere prima trattato e, attraverso alcune reazioni chimiche, può combinarsi meglio con l'enzima di reazione e formare un complesso. In generale, il pretrattamento del substrato può essere ottenuto mediante metodi come la cromatografia su colonna di gel di agarosio o la cromatografia per affinità reticolata.
Passaggio 3: reazione enzimatica
La sostanza pretrattata del substrato e l'enzima pretrattato vengono miscelati insieme e fatti reagire in condizioni di reazione adatte. Le condizioni di reazione includono generalmente vari fattori come il valore del pH, la temperatura, il tempo di reazione e la concentrazione dei reagenti. Il sistema di reazione deve essere mantenuto nell'intervallo di temperatura e pH appropriato per ottenere la migliore attività catalitica enzimatica. Il tempo di reazione varia a seconda della concentrazione dei reagenti e il tempo generale è di circa diverse ore.
Passaggio 4: fine della reazione
Quando la reazione è finita, è necessario utilizzare alcuni metodi per trattare il sistema di reazione. In generale, il sistema di reazione può essere trattato con solvente, evaporazione o qualche metodo chimico per rimuovere le impurità indesiderate e rendere il prodotto più puro.
Passaggio 5: isolare e purificare il prodotto
I prodotti di bromidrato di scopolamina ad alta purezza possono essere ottenuti mediante metodi di separazione e purificazione appropriati, come distillazione controcorrente, estrazione, cromatografia su colonna, ecc.
Vantaggi del metodo di sintesi enzimatica dell'idrobromuro di scopolamina:
(1) Rispettoso dell'ambiente e verde: rispetto ai tradizionali metodi di sintesi chimica, la sintesi enzimatica non richiede una grande quantità di solventi, reagenti e altre sostanze tossiche e nocive, quindi è rispettosa dell'ambiente e verde.
(2) Selettività efficiente: il metodo di sintesi enzimatica può catalizzare in modo efficiente la sintesi dei prodotti target e ha un'elevata selettività, quindi può ridurre la quantità di prodotti di scarto e la quantità di catalizzatore enzimatico utilizzato.
(3) Elevata purezza del prodotto: il prodotto prodotto con il metodo di sintesi enzimatica ha un'elevata purezza e un basso contenuto di impurità, quindi non sono necessarie ulteriori fasi di purificazione, il che può far risparmiare tempo e denaro.
(4) Condizioni di reazione lievi: le condizioni di reazione del metodo di sintesi enzimatica sono relativamente lievi e la temperatura di reazione è generalmente compresa tra la temperatura ambiente e 40 gradi, quindi può mantenere la struttura naturale e l'attività fisiologica del substrato di reazione e mantenere efficacemente il configurazione tridimensionale della molecola originale e funzione principale.
(5) Ampie prospettive per l'industrializzazione commerciale: l'enzima è un biocatalizzatore che esiste ampiamente in natura e ha ampie prospettive di applicazione. A causa della grande domanda di bromidrato di scopolamina, ampie prospettive di mercato e valore economico significativo, la sintesi enzimatica di bromidrato di scopolamina ha il vantaggio di ampie prospettive per l'industrializzazione commerciale.
In conclusione, la sintesi enzimatica dell'idrobromuro di scopolamina è un metodo sintetico efficiente, ecologico, ad alta selettività e purezza con ampie prospettive di applicazione. Questo metodo può fornire un nuovo modo per la produzione industriale di bromidrato di scopolamina.