Scopolaminhydrobromid(Produktlink:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) ist ein weit verbreitetes Medikament mit verschiedenen therapeutischen Wirkungen wie anticholinerger, anästhetischer und neuropathischer Schielwirkung. Laut mehreren Syntheseversuchen des Shaanxi Achieve chem-tech Co.,Ltd Chemical Laboratory enthält seine chemische Struktur mehrere Ringe, Ester und hydrolysierte Cholinglycoside, sodass es viele Synthesemethoden gibt. In diesem Artikel werden die Prinzipien, Merkmale, Vor- und Nachteile dieser Methoden analysiert und ihre klinischen Anwendungen diskutiert.
1. Trost-Synthesemethode:
Scopolaminhydrobromid ist ein organisches Alkaloid mit verschiedenen Wirkungen wie anticholinerger, antinarkotischer, antidepressiver und angstlösender Wirkung. Es ist ein in der klinischen Medizin weit verbreitetes Medikament. Die Trost-Synthese ist eine effektive Methode zur Herstellung von Scopolaminhydrobromid. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass die Reaktionsbedingungen mild und die Ausbeute hoch sind, sie erfordert jedoch den Einsatz teurer Katalysatoren und Reagenzien und es bestehen bestimmte Umwelt- und Sicherheitsrisiken.
Das Grundprinzip der Trost-Synthesemethode besteht darin, durch die Detroit-Reaktion die erforderliche viergliedrige Ringstruktur in das Scopolamin-Vorläufermolekül einzuführen und schließlich Scopolamin-Hydrobromid zu erhalten. Hier sind die detaillierten Schritte:
(1) Herstellung des Scopolamin-Vorläufermoleküls
Zunächst muss das Scopolamin-Vorläufermolekül hergestellt werden. Dieses Vorläufermolekül wird üblicherweise mit Atropin und Chloracetimid zu N-Acetylatropin umgesetzt. Die Reaktion wurde bei Raumtemperatur durchgeführt und der Reaktionslösung wurden 1,5 Äquivalente Trimethylamin zugesetzt, um die Reaktion zu fördern. Nach der Reaktion mit Wasser verdünnen, den pH-Wert mit NaOH auf etwa 10 einstellen, das Produkt aus der Reaktionslösung extrahieren, den pH-Wert erneut mit NaOH auf 8-9 einstellen und schließlich das gewünschte Vorläufermolekül Scopolamin erhalten.
(2) Einführung einer viergliedrigen Ringstruktur
Lösen Sie die vorbereiteten Scopolamin-Vorläufermoleküle in einer gemischten Lösung aus Dimethylsulfoxid (DMSO) und Wasser und fügen Sie dann Natriumhydroxid (NaOH) hinzu, um den pH-Wert zwischen 9-10 einzustellen. Zu diesem Zeitpunkt wurden Tetracyclin TIPSO (2,3,4,6-Tetra-O-isopropyliden- -D-glucosepentaacetat) und Natriumacetophenon (NAS) hinzugefügt. Nach Beginn der Reaktion erscheint in der Lösung eine gelbe Troposfere-Polyederstruktur, bei der es sich um eine neu entstandene viergliedrige Ringstruktur handelt.
(3) Spaltung von Tetracyclin und Entfernung von TIPSO
Die Ausschlussreaktion wurde eine Stunde lang stehen gelassen und dann wurde eine bestimmte Menge wässriges Methanol zugegeben, um das Verlängerungsprofil der Scopolamin-Vorläufermoleküle und Tetracyclin TIPSO und NAS zu fördern. Anschließend wurden Tetracyclin TIPSO und NAS mit konzentrierter Salzsäure entfernt und der Lösung Natriumhydroxid zugesetzt, um den pH-Wert auf 8-9 einzustellen. Schließlich bildet sich ein weißer fester Niederschlag, bei dem es sich um das gewünschte Scopolamin-Hydrobromid handelt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Trost-Synthese die Wirksamkeit und Stabilität von Scopolamin durch die Einführung einer effektiven viergliedrigen Ringstruktur erheblich verbesserte. Diese Methode ist einfach und durchführbar und eine sehr wichtige Methode für die Scopolamin-Produktion.
2. Robinson-Synthesemethode:
Scopolaminhydrobromid ist ein Anticholinergikum, das unter anderem zur Behandlung von Reisekrankheit, Magen-Darm-Erkrankungen und Bewegungsstörungen eingesetzt wird. Die Robinson-Synthesemethode ist eine der effektivsten Methoden zur Synthese von Scopolaminhydrobromid. Die Methode besteht darin, durch zwei Schlüsselreaktionsschritte eine viergliedrige Ringstruktur aufzubauen und diese mit Bromwasserstoffsäure in Scopolaminhydrobromid umzuwandeln. Im Folgenden sind die detaillierten Schritte aufgeführt:
(1) Synthese von 2-Methoxycarbonylpyridin-5-carbonsäure
Zunächst muss die 2-Methoxycarbonylpyridin-5-carbonsäure hergestellt werden, die ein synthetisches Zwischenprodukt von Scopolaminhydrobromid ist. Die Reaktion erfordert 2-Hydroxypyridin und Acetylchlorid als Ausgangsmaterialien und wird in Gegenwart einer Base durchgeführt. Geben Sie zunächst Natriumhydroxid tropfenweise zu 2-Hydroxypyridin mit Aceton, um Natriumsalz zu erzeugen, und fügen Sie dann Acetylchlorid hinzu. Nach Abschluss der Reaktion ergibt die Ansäuerung 2-Methoxycarbonylpyridin-5-carbonsäure.
(2) Herstellung von 7-Methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on durch Cyclisierung
Als nächstes müssen Sie die Carbonsäure 2-Methoxycarbonylpyridin-5- verwenden, um 7-Methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4- zu synthetisieren. Triazol-8(1H)-on, Scopolaminhydrobromid-Vorläufermoleküle. Diese Stufenreaktion wird durch die Robinson-Ringschlussreaktion durchgeführt. Zuerst wurde NaOEt in Ethanol zugegeben und 2-Methoxycarbonylpyridin-5-carbonsäure wurde mit Ethylacetat gelöst. Dann wird dem Reaktanten eine sehr kleine Menge Aldehydkatalysator zugesetzt, und der Katalysator fungiert als Initiator des Reaktanten. Mit fortschreitender Reaktion wird die Bildung zyklischer Verbindungen immer offensichtlicher. Bei diesem Prozess ist es notwendig, auf Faktoren wie die Konzentration des Reaktanten, die Reaktionszeit, die Menge des zugesetzten Katalysators und die Wahl des Lösungsmittels zu achten, damit die Reaktion reguliert werden kann.
(3) Herstellung von Scopolaminhydrobromid durch Hydrierungsreduktion
Schließlich muss 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on in Scopolaminhydrobromid umgewandelt werden. Dies kann durch eine Hydrierungs-Reduktionsreaktion, üblicherweise unter sauren Bedingungen, erreicht werden. Geben Sie zunächst 7-Methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-on und PtO2 als Katalysator in das Reaktionskolben füllen, dann Wasserstoff hinzufügen und etwa 6 Stunden lang reagieren lassen. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat extrahiert und der pH-Wert mit NaOH eingestellt und dann mit Bromwasserstoffsäure gelöst, um das gewünschte Scopolamin-Hydrobromid zu erzeugen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Robinson-Synthesemethode die viergliedrige Ringstruktur von Scopolaminhydrobromid durch zwei Schlüsselreaktionsschritte, nämlich die Robinson-Ringschlussreaktion und die Hydrierungsreduktionsreaktion, konstruiert und schließlich erfolgreich Scopolaminhydrobromid synthetisiert. Die Robinson-Synthesemethode zeichnet sich durch weniger Reaktionsschritte und eine einfache Bedienung aus, ist jedoch leicht verschmutzt, die Ausbeute ist gering und es werden mehr Reagenzien benötigt. Es handelt sich um eine wirksame Methode zur Herstellung von Scopolaminhydrobromid.
3. Enzymatische Synthesemethode:
Die enzymatische Synthese ist eine neuartige und umweltfreundliche Methode zur effizienten Synthese von Scopolaminhydrobromid unter milden Reaktionsbedingungen. Unter enzymatischer Synthese versteht man die Methode, Enzymkatalyse zu nutzen, um organische Synthesereaktionen zu fördern und dadurch Zielmoleküle effizient und selektiv zu synthetisieren. Anders als die traditionelle chemische Synthesemethode bietet die enzymatische Synthesemethode die Vorteile einer hohen Effizienz, Grünheit, Milde usw. sowie die Eigenschaften einer hohen Produktreinheit und geringer Nebenreaktionen und hat daher umfangreiche Aufmerksamkeit und Forschung erhalten.
Die enzymatische Synthese von Scopolaminhydrobromid wird durch natürliche Enzyme katalysiert, bei denen es sich um hochspezifische natürliche Enzyme handelt, die die Bildung von Amidbindungen zwischen Carboxyl- und Aminogruppen in Scopolaminhydrobromidmolekülen effizient katalysieren können. Die spezifischen Schritte der enzymatischen Synthese von Scopolaminhydrobromid sind wie folgt:
Schritt 1: Vorbehandlungsenzym
Zunächst ist eine Enzymvorbehandlung mit Scopolaminhydrobromid erforderlich, um das Enzym zu aktivieren und zu stabilisieren. Der Behandlungsprozess umfasst hauptsächlich die Schritte Enzymextraktion, Raffinierung, Konzentration und Gefriertrocknung, wodurch die katalytische Effizienz und katalytische Stabilität des Enzyms verbessert werden kann.
Schritt 2: Behandeln Sie den Untergrund vor der Reaktion
Geben Sie das zur Synthese von Scopolaminhydrobromid benötigte Substrat in das Reaktionssystem. Das Substrat muss zuerst vorbehandelt werden, und durch einige chemische Reaktionen kann es sich besser mit dem Reaktionsenzym verbinden und einen Komplex bilden. Im Allgemeinen kann die Substratvorbehandlung durch Methoden wie Agarosegel-Säulenchromatographie oder vernetzte Affinitätschromatographie erreicht werden.
Schritt 3: Enzymatische Reaktion
Die mit dem Substrat vorbehandelte Substanz und das vorbehandelte Enzym werden miteinander vermischt und unter geeigneten Reaktionsbedingungen umgesetzt. Zu den Reaktionsbedingungen zählen im Allgemeinen verschiedene Faktoren wie pH-Wert, Temperatur, Reaktionszeit und Reaktantenkonzentration. Das Reaktionssystem muss im richtigen Temperatur- und pH-Bereich gehalten werden, um die beste katalytische Enzymaktivität zu erreichen. Die Reaktionszeit variiert je nach Konzentration der Reaktanten und beträgt im Allgemeinen etwa mehrere Stunden.
Schritt 4: Ende der Reaktion
Wenn die Reaktion beendet ist, müssen einige Methoden zur Behandlung des Reaktionssystems angewendet werden. Im Allgemeinen kann das Reaktionssystem mit Lösungsmittel, Verdampfung oder einer chemischen Methode behandelt werden, um unerwünschte Verunreinigungen zu entfernen und das Produkt reiner zu machen.
Schritt 5: Isolieren und reinigen Sie das Produkt
Hochreine Scopolamin-Hydrobromid-Produkte können durch geeignete Trenn- und Reinigungsverfahren wie Gegenstromdestillation, Extraktion, Säulenchromatographie usw. erhalten werden.
Vorteile der enzymatischen Synthesemethode von Scopolaminhydrobromid:
(1) Umweltfreundlich und umweltfreundlich: Im Vergleich zu herkömmlichen chemischen Synthesemethoden erfordert die enzymatische Synthese keine großen Mengen giftiger und schädlicher Lösungsmittel, Reagenzien und anderer Substanzen und ist daher umweltfreundlich und umweltfreundlich.
(2) Effiziente Selektivität: Die enzymatische Synthesemethode kann die Synthese von Zielprodukten effizient katalysieren und weist eine hohe Selektivität auf, sodass die Menge an Abfallprodukten und die Menge des verwendeten Enzymkatalysators reduziert werden können.
(3) Hohe Produktreinheit: Das durch die enzymatische Synthesemethode hergestellte Produkt weist eine hohe Reinheit und einen geringen Gehalt an Verunreinigungen auf, sodass keine zusätzlichen Reinigungsschritte erforderlich sind, was Zeit und Kosten sparen kann.
(4) Milde Reaktionsbedingungen: Die Reaktionsbedingungen der enzymatischen Synthesemethode sind relativ mild und die Reaktionstemperatur liegt im Allgemeinen zwischen Raumtemperatur und 40 Grad, sodass die natürliche Struktur und physiologische Aktivität des Reaktionssubstrats aufrechterhalten und effektiv aufrechterhalten werden kann dreidimensionale Konfiguration des ursprünglichen Moleküls und Hauptfunktion.
(5) Breite Aussichten für die kommerzielle Industrialisierung: Enzyme sind Biokatalysatoren, die in der Natur weit verbreitet sind und breite Anwendungsaussichten haben. Aufgrund der großen Nachfrage nach Scopolaminhydrobromid, der breiten Marktaussichten und des erheblichen wirtschaftlichen Werts bietet die enzymatische Synthese von Scopolaminhydrobromid den Vorteil breiter Aussichten für eine kommerzielle Industrialisierung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die enzymatische Synthese von Scopolaminhydrobromid eine effiziente, umweltfreundliche, hochselektive und hochreine Synthesemethode mit breiten Anwendungsaussichten ist. Diese Methode kann einen neuen Weg für die industrielle Produktion von Scopolaminhydrobromid bieten.