Skopolamiinvesinikbromiid(Toote link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) on levinud ravim, millel on erinevad terapeutilised toimed, nagu antikolinergiline, anesteetiline ja neuropaatiline strabismus. Vastavalt Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd keemialaboratooriumi sünteesikatsetele sisaldab selle keemiline struktuur mitut ringi, estreid ja hüdrolüüsitud koliinglükosiide, seega on palju sünteetilisi meetodeid. Selles artiklis analüüsitakse nende meetodite põhimõtteid, omadusi, eeliseid ja puudusi ning käsitletakse nende kliinilisi rakendusi.
1. Trosti sünteesimeetod:
Skopolamiinvesinikbromiid on orgaaniline alkaloid, millel on erinevad toimed, nagu antikolinergiline, narkootiline, antidepressant ja ärevusevastane toime. See on ravim, mida kasutatakse laialdaselt kliinilises meditsiinis. Trosti süntees on tõhus meetod skopolamiinvesinikbromiidi valmistamiseks. Selle meetodi eeliseks on see, et reaktsioonitingimused on leebed ja saagis kõrge, kuid selleks on vaja kasutada kalleid katalüsaatoreid ja reaktiive ning sellega kaasnevad teatud keskkonna- ja ohutusriskid.
Trosti sünteesimeetodi põhiprintsiip on viia läbi Detroidi reaktsiooni skopolamiini prekursormolekuli vajalik neljaliikmeline tsüklistruktuur ja lõpuks saada skopolamiinvesinikbromiid. Siin on üksikasjalikud sammud.
(1) Skopolamiini prekursormolekuli valmistamine
Esiteks tuleb ette valmistada skopolamiini prekursormolekul. Sellel prekursormolekulil lastakse tavaliselt reageerida atropiini ja kloroatseetimiidiga, et saada N-atsetüülatropiin. Reaktsioon viidi läbi toatemperatuuril ja reaktsiooni soodustamiseks lisati reaktsioonilahusele 1,5 ekvivalenti trimetüülamiini. Pärast reaktsiooni lahjendage veega, reguleerige pH umbes 10-ni NaOH-ga, ekstraheerige saadus reaktsioonilahusest, reguleerige pH uuesti 8-9-ni NaOH-ga ja lõpuks hankige soovitud skopolamiini prekursormolekul.
(2) Neljaliikmelise ringstruktuuri juurutamine
Lahustage valmistatud skopolamiini prekursormolekulid dimetüülsulfoksiidi (DMSO) ja vee segus ning lisage seejärel naatriumhüdroksiidi (NaOH), et muuta pH vahemikus 9-10. Sel hetkel lisati tetratsükliin TIPSO (2,3,4, 6-tetra-O-isopropülideen- -D-glükoosipentaatsetaat) ja naatriumatsetofenoon (NAS). Pärast reaktsiooni algust ilmub lahusesse kollane Troposfere'i hulktahuline struktuur, mis on äsja toodetud neljaliikmeline ringstruktuur.
(3) Tetratsükliini lõhustamine ja TIPSO eemaldamine
Välistamisreaktsioon jäeti 1 tunniks seisma ja seejärel lisati teatud kogus metanooli vesilahust, et soodustada skopolamiini prekursormolekulide ja tetratsükliini TIPSO ja NAS pikendusprofiili. Seejärel eemaldati tetratsükliin TIPSO ja NAS kontsentreeritud vesinikkloriidhappega ning lahusele lisati naatriumhüdroksiidi, et reguleerida pH väärtusele 8-9. Lõpuks moodustub valge tahke sade, milleks on soovitud skopolamiinvesinikbromiid.
Kokkuvõtteks võib öelda, et Trosti süntees parandas oluliselt skopolamiini efektiivsust ja stabiilsust, võttes kasutusele tõhusa neljaliikmelise tsüklistruktuuri. See meetod on lihtne ja teostatav ning väga oluline meetod skopolamiini tootmiseks.
2. Robinsoni sünteesi meetod:
Skopolamiinvesinikbromiid on antikolinergiline ravim, mida kasutatakse muu hulgas liikumishaiguse, seedetrakti häirete ja liikumishäirete raviks. Robinsoni sünteesimeetod on üks tõhusamaid meetodeid skopolamiinvesinikbromiidi sünteesiks. Meetod seisneb neljaliikmelise tsüklistruktuuri konstrueerimises kahe peamise reaktsioonietapi kaudu ja selle muundamiseks vesinikbromiidhappega skopolamiinvesinikbromiidiks. Üksikasjalikud sammud on järgmised.
(1) 2-metoksükarbonüülpüridiin-5-karboksüülhappe süntees
Esiteks on vaja valmistada 2-metoksükarbonüülpüridiin-5-karboksüülhape, mis on skopolamiinvesinikbromiidi sünteetiline vaheühend. Reaktsioon nõuab lähteainetena 2-hüdroksüpüridiini ja atsetüülkloriidi ning see viiakse läbi aluse juuresolekul. Esmalt lisage tilkhaaval naatriumhüdroksiid 2-hüdroksüpüridiinile koos atsetooniga, et tekitada naatriumsool, ja seejärel lisage atsetüülkloriid. Pärast reaktsiooni lõppemist hapestamine annab 2-metoksükarbonüülpüridiin-5-karboksüülhappe.
(2) 7-metoksükarbonüülpüridiin[4,3-e]-1,2,4-triasool-8(1H)-ooni valmistamine tsükliseerimise teel
Järgmiseks peate kasutama 2-metoksükarbonüülpüridiin-5-karboksüülhapet, et sünteesida 7-metoksükarbonüülpüridiin[4,3-e]-1,2,4- triasool-8(1H)-oon, skopolamiinvesinikbromiidi prekursormolekulid. See astmeline reaktsioon viiakse läbi Robinsoni tsükli sulgemisreaktsiooniga. Kõigepealt lisati etanoolis NaOEt ja 2-metoksükarbonüülpüridiin-5-karboksüülhape lahustati etüülatsetaadiga. Seejärel lisatakse reagendile väga väike kogus aldehüüdkatalüsaatorit ja katalüsaator toimib reagendi initsiaatorina. Reaktsiooni edenedes muutub tsükliliste ühendite moodustumine üha ilmsemaks. Selle protsessi käigus on vaja pöörata tähelepanu sellistele teguritele nagu reagendi kontsentratsioon, reaktsiooniaeg, lisatud katalüsaatori kogus ja lahusti valik, et reaktsiooni saaks reguleerida.
(3) Skopolamiinvesinikbromiidi valmistamine hüdrogeenimise redutseerimise teel
Lõpuks tuleb 7-metoksükarbonüülpüridiin[4,3-e]-1,2,4-triasool-8(1H)-oon muuta skopolamiinvesinikbromiidiks. Seda saab saavutada hüdrogeenimise redutseerimisreaktsiooniga, tavaliselt happelistes tingimustes. Esmalt pange katalüsaatoriks 7-metoksükarbonüülpüridiin[4,3-e]-1,2,4-triasool-8(1H)-oon ja PtO2. reaktsioonikolbi, seejärel lisage vesinik ja reageerige umbes 6 tundi. Reaktsioonilahust ekstraheeriti etüülatsetaadiga ja pH reguleeriti NaOH-ga ning seejärel lahustati vesinikbromiidhappega, et saada soovitud skopolamiinvesinikbromiid.
Kokkuvõtteks võib öelda, et Robinsoni sünteesimeetod konstrueerib skopolamiinvesinikbromiidi neljaliikmelise tsüklistruktuuri kahe peamise reaktsioonietapi, nimelt Robinsoni tsükli sulgemisreaktsiooni ja hüdrogeenimise redutseerimisreaktsiooni kaudu, ning lõpuks sünteesib edukalt skopolamiinvesinikbromiidi. Robinsoni sünteesimeetodil on vähem reaktsioonietappe ja lihtne töö, kuid seda on lihtne saastada, saagis on väike ja vaja on rohkem reaktiive. See on tõhus meetod skopolamiinvesinikbromiidi valmistamiseks.
3. Ensümaatilise sünteesi meetod:
Ensümaatiline süntees on uudne ja keskkonnasõbralik meetod skopolamiinvesinikbromiidi tõhusaks sünteesiks kergetes reaktsioonitingimustes. Ensümaatiline süntees viitab ensüümkatalüüsi kasutamise meetodile orgaaniliste sünteesireaktsioonide soodustamiseks, sünteesides seeläbi tõhusalt ja selektiivselt sihtmolekule. Erinevalt traditsioonilisest keemilise sünteesi meetodist on ensümaatilise sünteesimeetodi eelised kõrge efektiivsuse, roheluse, maheduse jne eelised ning sellel on kõrge toote puhtus ja väikesed kõrvalreaktsioonid, mistõttu sellele on pööratud laialdast tähelepanu ja uurimistööd.
Skopolamiinvesinikbromiidi ensümaatilist sünteesi katalüüsivad looduslikud ensüümid, mis on väga spetsiifilised looduslikud ensüümid, mis võivad tõhusalt katalüüsida amiidsidemete teket karboksüül- ja aminorühmade vahel skopolamiini vesinikbromiidi molekulides. Skopolamiinvesinikbromiidi ensümaatilise sünteesi konkreetsed etapid on järgmised:
1. etapp: eeltöötlusensüüm
Esiteks on ensüümi aktiveerimiseks ja stabiliseerimiseks vajalik skopolamiinvesinikbromiidi ensüümi eeltöötlus. Töötlemisprotsess hõlmab peamiselt ensüümi ekstraheerimise, rafineerimise, kontsentreerimise ja külmkuivatamise etappe, mis võivad parandada ensüümi katalüütilist efektiivsust ja katalüütilist stabiilsust.
2. samm: töödelge substraati enne reaktsiooni
Lisage reaktsioonisüsteemi skopolamiinvesinikbromiidi sünteesimiseks vajalik substraat. Substraat tuleb esmalt eeltöödelda ja läbi mõningate keemiliste reaktsioonide saab see paremini ühenduda reaktsiooniensüümiga ja moodustada kompleksi. Üldiselt saab substraadi eeltöötlust saavutada selliste meetoditega nagu agaroosgeelkolonnkromatograafia või ristseotud afiinsuskromatograafia.
3. etapp: ensümaatiline reaktsioon
Substraadiga eeltöödeldud aine ja eeltöödeldud ensüüm segatakse kokku ja lastakse reageerida sobivates reaktsioonitingimustes. Reaktsioonitingimused hõlmavad üldiselt mitmesuguseid tegureid, nagu pH väärtus, temperatuur, reaktsiooniaeg ja reagendi kontsentratsioon. Parima ensüümi katalüütilise aktiivsuse saavutamiseks tuleb reaktsioonisüsteemi hoida õiges temperatuuri ja pH vahemikus. Reaktsiooniaeg varieerub sõltuvalt reagentide kontsentratsioonist ja üldine aeg on umbes mitu tundi.
4. samm: reaktsiooni lõpp
Kui reaktsioon on lõppenud, tuleb reaktsioonisüsteemi töötlemiseks kasutada mõningaid meetodeid. Üldiselt võib reaktsioonisüsteemi töödelda lahusti, aurustamise või mõne keemilise meetodiga, et eemaldada soovimatud lisandid ja muuta toode puhtamaks.
5. samm: isoleerige ja puhastage toode
Kõrge puhtusastmega skopolamiinvesinikbromiidi tooteid saab saada sobivate eraldamis- ja puhastusmeetoditega, nagu näiteks vastuvoolu destilleerimine, ekstraheerimine, kolonnkromatograafia jne.
Skopolamiinvesinikbromiidi ensümaatilise sünteesimeetodi eelised:
(1) Keskkonnasõbralik ja roheline: võrreldes traditsiooniliste keemilise sünteesi meetoditega ei vaja ensümaatiline süntees suurt hulka toksilisi ja kahjulikke lahusteid, reaktiive ja muid aineid, seega on see keskkonnasõbralik ja roheline.
(2) Tõhus selektiivsus: ensümaatilise sünteesi meetod võib tõhusalt katalüüsida sihtproduktide sünteesi ja sellel on kõrge selektiivsus, nii et see võib vähendada jääkainete kogust ja kasutatud ensüümkatalüsaatori kogust.
(3) Toote kõrge puhtus: Ensümaatilise sünteesi meetodil toodetud tootel on kõrge puhtusaste ja väike lisandite sisaldus, seega pole vaja täiendavaid puhastamisetappe, mis võib säästa aega ja kulusid.
(4) Kerged reaktsioonitingimused: ensümaatilise sünteesimeetodi reaktsioonitingimused on suhteliselt leebed ja reaktsioonitemperatuur on tavaliselt toatemperatuuri ja 40 kraadi vahel, nii et see suudab säilitada reaktsioonisubstraadi loomulikku struktuuri ja füsioloogilist aktiivsust ning tõhusalt säilitada algse molekuli kolmemõõtmeline konfiguratsioon ja põhifunktsioon.
(5) Kaubandusliku industrialiseerimise laialdased väljavaated: Ensüüm on looduses laialdaselt levinud biokatalüsaator, millel on laialdased kasutusvõimalused. Skopolamiinvesinikbromiidi suure nõudluse, laiaulatuslike turuväljavaadete ja olulise majandusliku väärtuse tõttu on skopolamiinvesinikbromiidi ensümaatilise sünteesi eeliseks laialdased väljavaated kaubanduslikuks industrialiseerimiseks.
Kokkuvõtteks võib öelda, et skopolamiinvesinikbromiidi ensümaatiline süntees on tõhus, keskkonnasõbralik, kõrge selektiivsusega, kõrge puhtusastmega sünteesimeetod, millel on laialdased kasutusvõimalused. See meetod võib pakkuda uut viisi skopolamiinvesinikbromiidi tööstuslikuks tootmiseks.