Skopolamin hidrobromida(Pautan produk:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) adalah ubat biasa dengan pelbagai kesan terapeutik seperti strabismus antikolinergik, anestetik dan neuropatik. Mengikut pelbagai percubaan sintetik oleh Makmal Kimia Shaanxi Achieve chem-tech Co.,Ltd, struktur kimianya mengandungi pelbagai cincin, ester dan glikosida kolin terhidrolisis, jadi terdapat banyak kaedah sintetik. Artikel ini akan menganalisis prinsip, ciri, kelebihan dan keburukan kaedah ini, dan membincangkan aplikasi klinikalnya.
1. Kaedah sintesis Trost:
Scopolamine hydrobromide ialah alkaloid organik dengan pelbagai kesan seperti antikolinergik, anti-narkotik, anti-depresan, dan anti-kebimbangan. Ia adalah ubat yang digunakan secara meluas dalam perubatan klinikal. Sintesis Trost adalah kaedah yang berkesan untuk penyediaan Scopolamine hydrobromide. Kelebihan kaedah ini ialah keadaan tindak balas adalah ringan dan hasil yang tinggi, tetapi ia perlu menggunakan pemangkin dan reagen yang mahal, dan terdapat bahaya alam sekitar dan keselamatan tertentu.
Prinsip asas kaedah sintesis Trost adalah untuk memperkenalkan struktur cincin empat anggota yang diperlukan ke dalam molekul prekursor Scopolamine melalui tindak balas Detroit, dan akhirnya mendapatkan Scopolamine hydrobromide. Berikut adalah langkah terperinci:
(1) Penyediaan molekul prekursor Scopolamine
Pertama, molekul prekursor Scopolamine perlu disediakan. Molekul prekursor ini biasanya bertindak balas dengan atropin dan chloroacetimide untuk menghasilkan N-asetil atropin. Tindak balas telah dijalankan pada suhu bilik, dan 1.5 setara trimethylamine telah ditambah kepada larutan tindak balas untuk menggalakkan tindak balas. Selepas tindak balas, cairkan dengan air, laraskan pH kepada kira-kira 10 dengan NaOH, ekstrak produk daripada larutan tindak balas, laraskan pH kepada 8-9 sekali lagi dengan NaOH, dan akhirnya dapatkan molekul prekursor Scopolamine yang diingini.
(2) Memperkenalkan struktur cincin empat anggota
Larutkan molekul prekursor Scopolamine yang disediakan dalam larutan campuran dimetil sulfoksida (DMSO) dan air, dan kemudian tambah natrium hidroksida (NaOH) untuk menjadikan pH antara 9-10. Pada ketika ini, tetracycline TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-isopropylidene- -D-glucose pentaacetate) dan sodium acetophenone (NAS) telah ditambah. Selepas tindak balas bermula, struktur polihedral Troposfere kuning akan muncul dalam larutan, iaitu struktur cincin empat anggota yang baru dihasilkan.
(3) Pembelahan tetrasiklin dan penyingkiran TIPSO
Tindak balas pengecualian dibiarkan selama 1 jam, dan kemudian sejumlah metanol berair telah ditambah untuk mempromosikan profil lanjutan molekul prekursor Scopolamine dan tetracycline TIPSO dan NAS. Selepas itu, tetracycline TIPSO dan NAS telah dikeluarkan dengan asid hidroklorik pekat, dan natrium hidroksida ditambahkan pada larutan untuk melaraskan pH kepada 8-9. Akhirnya mendakan pepejal putih akan terbentuk, iaitu Scopolamine hydrobromide yang dikehendaki.
Kesimpulannya, sintesis Trost telah meningkatkan keberkesanan dan kestabilan Scopolamine dengan memperkenalkan struktur cincin empat anggota yang berkesan. Kaedah ini mudah dan boleh dilaksanakan, dan merupakan kaedah yang sangat penting untuk pengeluaran Scopolamine.
2. Kaedah sintesis Robinson:
Scopolamine hydrobromide ialah ubat antikolinergik yang digunakan untuk merawat mabuk, gangguan gastrousus, dan gangguan pergerakan, antara lain. Kaedah sintesis Robinson adalah salah satu kaedah yang berkesan untuk sintesis Scopolamine hydrobromide. Kaedahnya adalah untuk membina struktur cincin empat anggota melalui dua langkah tindak balas utama, dan menukarnya menjadi Scopolamine hydrobromide dengan asid hidrobromik. Berikut adalah langkah terperinci:
(1) Sintesis 2-methoxycarbonylpyridine-5-asid karboksilik
Pertama sekali, adalah perlu untuk menyediakan 2-methoxycarbonylpyridine-5-asid karboksilik, yang merupakan perantaraan sintetik Scopolamine hydrobromide. Tindak balas memerlukan 2-hidroksipiridin dan asetil klorida sebagai bahan permulaan dan dijalankan dengan kehadiran bes. Mula-mula tambah natrium hidroksida setitik demi setitik kepada 2-hidroksipiridin dengan aseton untuk menghasilkan garam natrium, dan kemudian tambah asetil klorida. Selepas tindak balas selesai, pengasidan memberikan 2-methoxycarbonylpyridine-5-asid karboksilik.
(2) Penyediaan 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-satu melalui kitaran
Seterusnya, anda perlu menggunakan 2-methoxycarbonylpyridine-5-asid karboksilik untuk mensintesis 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-satu, molekul prekursor Scopolamine hydrobromide. Tindak balas langkah ini dijalankan oleh tindak balas penutupan cincin Robinson. Mula-mula, NaOEt telah ditambah dalam etanol, dan 2-methoxycarbonylpyridine-5-asid karboksilik telah dilarutkan dengan etil asetat. Kemudian sejumlah kecil mangkin aldehid ditambah kepada bahan tindak balas, dan mangkin bertindak sebagai pemula bahan tindak balas. Apabila tindak balas berlangsung, pembentukan sebatian kitaran menjadi lebih dan lebih jelas. Dalam proses ini, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada faktor-faktor seperti kepekatan bahan tindak balas, masa tindak balas, jumlah pemangkin yang ditambah, dan pilihan pelarut, supaya tindak balas boleh dikawal.
(3) Penyediaan Scopolamine hydrobromide melalui pengurangan hidrogenasi
Akhir sekali, 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one perlu ditukar kepada Scopolamine hydrobromide. Ini boleh dicapai dengan tindak balas pengurangan hidrogenasi, biasanya dalam keadaan berasid. Mula-mula, letakkan 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one dan PtO2 sebagai pemangkin ke dalam kelalang tindak balas, kemudian tambah hidrogen, dan bertindak balas selama kira-kira 6 jam. Larutan tindak balas telah diekstrak dengan etil asetat dan pH diselaraskan dengan NaOH, dan kemudian dilarutkan dengan asid hidrobromik untuk menghasilkan Scopolamine hydrobromide yang dikehendaki.
Kesimpulannya, kaedah sintesis Robinson membina struktur cincin empat anggota Scopolamine hydrobromide melalui dua langkah tindak balas utama, iaitu tindak balas penutupan cincin Robinson dan tindak balas pengurangan hidrogenasi, dan akhirnya berjaya mensintesis Scopolamine hydrobromide. Kaedah sintesis Robinson mempunyai ciri-ciri langkah tindak balas yang kurang dan operasi mudah, tetapi ia mudah tercemar, hasil rendah, dan lebih banyak reagen diperlukan. Ia adalah kaedah yang berkesan untuk menyediakan Scopolamine hydrobromide.
3. Kaedah sintesis enzimatik:
Sintesis enzimatik ialah kaedah baru dan mesra alam untuk sintesis Scopolamine hydrobromide yang cekap di bawah keadaan tindak balas yang sederhana. Sintesis enzimatik merujuk kepada kaedah menggunakan pemangkinan enzim untuk menggalakkan tindak balas sintesis organik, dengan itu secara cekap dan selektif mensintesis molekul sasaran. Berbeza dengan kaedah sintesis kimia tradisional, kaedah sintesis enzimatik mempunyai kelebihan kecekapan tinggi, kehijauan, kelembutan, dan lain-lain, dan mempunyai ciri-ciri ketulenan produk yang tinggi dan tindak balas sampingan yang kecil, jadi ia telah mendapat perhatian dan penyelidikan yang meluas.
Sintesis enzimatik Scopolamine hydrobromide dimangkinkan oleh enzim semula jadi, yang merupakan enzim semulajadi yang sangat spesifik yang boleh memangkinkan pembentukan ikatan amida dengan cekap antara kumpulan karboksil dan amino dalam molekul Scopolamine hydrobromide. Langkah-langkah khusus sintesis enzimatik Scopolamine hydrobromide adalah seperti berikut:
Langkah 1: Enzim prarawatan
Pertama, prarawatan enzim Scopolamine hydrobromide diperlukan untuk mengaktifkan dan menstabilkan enzim. Proses rawatan terutamanya termasuk langkah-langkah pengekstrakan enzim, penapisan, kepekatan dan pengeringan beku, yang boleh meningkatkan kecekapan pemangkin dan kestabilan pemangkin enzim.
Langkah 2: Rawat substrat sebelum tindak balas
Tambah substrat yang diperlukan untuk mensintesis Scopolamine hydrobromide ke dalam sistem tindak balas. Substrat perlu dirawat terlebih dahulu, dan melalui beberapa tindak balas kimia, ia boleh bergabung dengan enzim tindak balas dengan lebih baik dan membentuk kompleks. Secara amnya, prarawatan substrat boleh dicapai dengan kaedah seperti kromatografi lajur gel agarose atau kromatografi pertalian silang silang.
Langkah 3: Tindak balas enzimatik
Bahan prarawatan substrat dan enzim prarawatan dicampurkan bersama dan bertindak balas di bawah keadaan tindak balas yang sesuai. Keadaan tindak balas secara amnya merangkumi pelbagai faktor seperti nilai pH, suhu, masa tindak balas, dan kepekatan bahan tindak balas. Sistem tindak balas perlu disimpan dalam julat suhu dan pH yang sesuai untuk mencapai aktiviti pemangkin enzim yang terbaik. Masa tindak balas berbeza-beza bergantung kepada kepekatan bahan tindak balas, dan masa umum adalah kira-kira beberapa jam.
Langkah 4: Tamat tindak balas
Apabila tindak balas tamat, beberapa kaedah perlu digunakan untuk merawat sistem tindak balas. Secara umumnya, sistem tindak balas boleh dirawat dengan pelarut, penyejatan atau beberapa kaedah kimia untuk menghilangkan kekotoran yang tidak diingini dan menjadikan produk lebih tulen.
Langkah 5: Asingkan dan bersihkan produk
Produk Scopolamine hydrobromide berketulenan tinggi boleh didapati dengan kaedah pemisahan dan penulenan yang sesuai, seperti penyulingan arus balas, pengekstrakan, kromatografi lajur, dsb.
Kelebihan kaedah sintesis enzimatik Scopolamine hydrobromide:
(1) Mesra alam dan hijau: Berbanding dengan kaedah sintesis kimia tradisional, sintesis enzimatik tidak memerlukan sejumlah besar pelarut toksik dan berbahaya, reagen dan bahan lain, jadi ia mesra alam dan hijau.
(2) Selektiviti yang cekap: Kaedah sintesis enzimatik boleh memangkinkan sintesis produk sasaran dengan cekap dan mempunyai selektiviti yang tinggi, jadi ia dapat mengurangkan jumlah bahan buangan dan jumlah pemangkin enzim yang digunakan.
(3) Ketulenan produk yang tinggi: Produk yang dihasilkan oleh kaedah sintesis enzimatik mempunyai ketulenan yang tinggi dan kandungan kekotoran yang rendah, jadi tiada langkah penulenan tambahan diperlukan, yang boleh menjimatkan masa dan kos.
(4) Keadaan tindak balas ringan: Keadaan tindak balas kaedah sintesis enzimatik adalah agak ringan, dan suhu tindak balas biasanya antara suhu bilik dan 40 darjah, jadi ia dapat mengekalkan struktur semula jadi dan aktiviti fisiologi substrat tindak balas dan mengekalkan dengan berkesan konfigurasi tiga dimensi molekul asal dan fungsi utama.
(5) Prospek luas untuk perindustrian komersial: Enzim ialah biomangkin yang wujud secara meluas dalam alam semula jadi dan mempunyai prospek aplikasi yang luas. Disebabkan oleh permintaan yang besar untuk Scopolamine hydrobromide, prospek pasaran yang luas dan nilai ekonomi yang ketara, sintesis enzim Scopolamine hydrobromide mempunyai kelebihan prospek yang luas untuk perindustrian komersial.
Kesimpulannya, sintesis enzimatik Scopolamine hydrobromide adalah kaedah sintetik yang cekap, mesra alam, selektiviti tinggi, ketulenan tinggi dengan prospek aplikasi yang luas. Kaedah ini boleh menyediakan cara baru untuk pengeluaran industri Scopolamine hydrobromide.