Scopolamine(Hyoscine)(lien:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/hyoscine-powder-cas-138-12-5.html), également connu sous le nom de scopolamine, est un composé alcaloïde qui appartient au groupe des alcaloïdes tropines. La formule moléculaire est C17H21NON4, CAS 51-34-3, et le poids moléculaire est de 303,35 g/mol. Sa structure contient des groupes tels que le cycle benzène, le cycle cyclohexène et l'octadiényle. Il est relativement stable dans des conditions neutres et faiblement acides, mais il se décompose dans des conditions alcalines. Par conséquent, le contrôle du pH est important lors de la préparation, du stockage et de l’utilisation de la Scopolamine. Une gamme de réactions chimiques peut se produire, notamment des réactions telles que l'estérification, l'hydrolyse, l'oxydation et l'hydrogénation. Il peut réagir avec divers composés pour générer différents dérivés.
1. Voie de synthèse alcaline de la Belladone :
La méthode utilise la belladone (belladone) comme matière première pour synthétiser la scopolamine par le biais de réactions en plusieurs étapes. Tout d’abord, la scopolamine contenue dans Belladonna est partiellement extraite, puis la scopolamine est progressivement synthétisée par ajustement acido-basique, estérification, hydrogénation et d’autres étapes.
Voici les étapes générales :
1.1. Extraction de scopolamine de belladone :
Tout d'abord, les feuilles et les tiges de la plante Belladonna sont broyées et traitées, puis trempées et extraites à l'aide d'un solvant approprié (tel que l'acétate d'éthyle, le méthanol, etc.) pour obtenir un extrait contenant de la scopolamine.
1.2. Ajustement de l'alcalinisation :
L'extrait est basifié, généralement avec une solution alcaline d'hydroxyde de sodium (NaOH) ou d'hydroxyde de potassium (KOH). Cela convertit la scopolamine en sa forme saline (comme l'hydroxypyruvate de scopolamine).
1.3. Réaction d'estérification :
L'extrait conditionné de manière alcaline est mis à réagir avec un agent acylant approprié, tel que l'anhydride acétique (Ac2O) ou de l'anhydride acétique (AcOEt), pour former le produit d'estérification de la Scopolamine. Cette réaction est généralement réalisée dans des conditions douces.
1.4. Réaction d'hydrogénation :
Le produit d'estérification est soumis à un hydrotraitement, en utilisant un agent réducteur approprié tel que l'hydrogène et un catalyseur tel que le platine ou le palladium pour réaliser une réaction d'hydrogénation catalytique afin de réduire la structure ester et générer de la scopolamine.
1.5. Cristallisation et purification :
Purifier le produit Scopolamine souhaité du mélange réactionnel par cristallisation ou d’autres méthodes de purification.
2. Voie synthétique de la méthode à la scopolamine :
Le procédé utilise la scopolamine comme matière première et synthétise progressivement la scopolamine par estérification, acidification, hydrolyse d'ester et autres réactions. Parmi eux, l'étape d'estérification adopte généralement la réaction de l'ester d'acide oxalique et de la scopolamine pour générer de l'oxalyl scopolamine, puis obtient la scopolamine par acidification et hydrolyse de l'ester.
2.1. Préparation du matériel de départ :
Dans la méthode à la scopolamine, la matière première est la scopolamine (acide tropique). La scopolamine peut être extraite de certaines plantes ou préparée par synthèse chimique.
2.2. Réaction d'estérification :
Tout d’abord, la scopolamine réagit avec un alcool approprié pour former un produit scopolamine. Les alcools couramment utilisés comprennent le méthanol, l'éthanol, etc. La réaction d'estérification est généralement réalisée dans des conditions acides, et les catalyseurs acides couramment utilisés comprennent l'acide sulfurique et le chlorure ferreux.
Exemple d'équation de réaction :
C17H21NON4+CH4O → méthyl scopolamine + H2O
2.3. Réaction d'acidification :
Le produit estérifié est acidifié pour le transformer en acide correspondant. Les agents acidifiants couramment utilisés comprennent l'acide sulfurique et le chlorure ferreux.
Exemple d'équation de réaction :
Méthylscopolamine + acide → C17H21NON4+CH4O
2.4. Hydrolyse des esters :
Les esters sont hydrolysés en acides et alcools correspondants par catalyse acide ou basique. Dans la synthèse de la Scopolamine, cette étape permet à la scopolamine de réagir à nouveau avec l'alcool formé à l'étape précédente pour synthétiser la Scopolamine.
Exemple d'équation de réaction :
Méthylscopolamine + acide/base → C17H21NON + C5H12S (pour le recyclage)
3. Voie synthétique de la méthode de conversion des alcaloïdes tropiques :
La méthode utilise d'autres alcaloïdes tropiques (tels que l'atropine et l'atorvastatine) comme matières premières et synthétise progressivement la scopolamine à travers des étapes telles que l'estérification, l'ajustement acido-basique, l'oxydation et l'acidification. L’avantage de cette méthode est que la structure alcaloïde tropique existante peut être utilisée pour la synthèse à partir d’intermédiaires et que l’efficacité de la synthèse peut être améliorée.
3.1. Préparation du matériel de départ :
Dans la conversion des alcaloïdes tropicaux, le matériau de départ est généralement un alcaloïde apparenté existant, tel que la L-hyoscyamine (lévoisopropylscopolamine) ou l'atropine (atropine). Ces alcaloïdes peuvent être extraits de plantes ou préparés par synthèse chimique.
3.2. Réaction d'hydrogénation :
Tout d’abord, le matériau de départ est soumis à une réaction d’hydrogénation et il est converti en différents alcaloïdes du tropium par hydrogénation-réduction. La réaction d'hydrogénation est habituellement réalisée en présence d'un catalyseur, et les catalyseurs typiques comprennent le platine ou le palladium et analogues.
Exemple de formule de réaction chimique pour une réaction d'hydrogénation :
C17H23NON3 + H2 → C17H21NON4
3.3. Réponse au changement structurel :
Le produit de la réaction d'hydrogénation a ensuite été transformé par une réaction de changement de structure pour donner le produit cible Scopolamine. Les réactions de changement structurel impliquent généralement des cyclisations, des réarrangements ou d'autres réactions spécifiques catalysées par un acide ou une base.
Exemple de réponse à un changement structurel :
a) Cyclisation catalysée par un acide :
C17H23NON3→ hyoscyamine cétone → C17H21NON4
b) Réactions de réarrangement catalysées par une base :
C17H23NON3 → C17H21NON2 → C17H21NON4
4. Voie synthétique d’hydrogénation :
Le procédé utilise du cyclohexène thiol avec des groupes amino tertiaires comme matière première et synthétise progressivement la scopolamine par des étapes telles que l'hydrogénation, l'ajustement acido-basique et l'estérification. La clé de cette méthode est de convertir le cyclohexène thiol en cyclohexénamine par réaction d'hydrogénation, puis de générer de la scopolamine par réaction d'estérification.
4.1. Préparation du matériel de départ :
Lors de l'hydrogénation, le matériau de départ est généralement un alcaloïde de structure similaire, tel que la L-hyoscyamine (Levoisopropylscopolamine) ou l'atropine (Atropine). Ces matières premières peuvent être obtenues par extraction végétale ou synthèse chimique.
4.2. Réaction d'hydrogénation :
La réaction d’hydrogénation est l’étape centrale de la méthode d’hydrogénation. Il convertit la matière première en produit cible Scopolamine par hydroréduction. Les réactions d'hydrogénation nécessitent des catalyseurs et des conditions de réaction appropriées.
Exemple de formule de réaction chimique pour une réaction d'hydrogénation :
a) Hydrogénation de la L-hyoscyamine :
C17H23NON3 + H2 → C17H21NON4
b) Hydrogénation de l'atropine :
C17H23NON3 + H2 → C17H21NON4
4.3. Séparation et purification :
Une fois la réaction d’hydrogénation terminée, le produit est généralement présent avec d’autres réactifs et sous-produits. Par conséquent, des étapes d’isolement et de purification sont nécessaires pour obtenir de la scopolamine de haute pureté. Les techniques de séparation couramment utilisées comprennent la cristallisation, l'extraction par solvant, la chromatographie, etc.
5. Voie de synthèse photochimique :
Cette méthode utilise une réaction photochimique pour synthétiser la scopolamine. Habituellement, un composé avec une structure à double liaison est utilisé comme matière première, et une réaction photochimique se produit dans des conditions de lumière, et la scopolamine est progressivement synthétisée par des réactions de fragmentation et de recombinaison. Cette méthode convient à des réactions et conditions chimiques spécifiques.
5.1. Aperçu:
La méthode photochimique est une méthode qui utilise l’énergie lumineuse pour favoriser des réactions chimiques. Les transitions électroniques dans les molécules sont excitées par la lumière et les réactifs dans les états excités sont générés pour participer aux transformations chimiques. Pour la synthèse photochimique de la scopolamine, une excitation dans la région ultraviolette et visible est généralement impliquée.
5.2. Préparation des matières premières :
Dans les méthodes photochimiques, le matériau de départ peut être des alcaloïdes de structure similaire, tels que la L-hyoscyamine (Levoisopropylscopolamine) ou l'atropine (Atropine). Ces matières premières peuvent être obtenues par extraction végétale ou synthèse chimique.
5.3. Réaction photochimique :
La réaction photochimique est l'étape essentielle de la synthèse photochimique de la scopolamine. Cette réaction nécessite une source de lumière et des conditions de réaction appropriées.
Exemple de formule de réaction chimique pour une réaction photochimique :
a) Réaction photochimique de la L-hyoscyamine :
C17H23NON3+ hv → C17H21NON4
b) Réaction photochimique de l'atropine :
C17H23NON3+ hv → C17H21NON4
Il convient de noter que hv dans la formule de réaction chimique ci-dessus représente l’énergie lumineuse, car le processus d’excitation des réactions photochimiques est généralement représenté par l’énergie des photons.
5.4. Séparation et purification :
Une fois la réaction photochimique terminée, le produit existe généralement avec d’autres réactifs et sous-produits. Par conséquent, des étapes d’isolement et de purification appropriées sont nécessaires pour obtenir de la scopolamine de haute pureté. Les techniques de séparation couramment utilisées comprennent la cristallisation, l'extraction par solvant, la chromatographie, etc.
Il convient de noter que la voie de synthèse ci-dessus est basée sur la littérature connue et les résultats de recherche, et que les conditions de réaction spécifiques et les détails expérimentaux sont omis. La synthèse de la scopolamine est un processus complexe impliquant la synthèse de plusieurs réactions chimiques et intermédiaires. Si vous souhaitez en savoir plus sur la voie de synthèse de la scopolamine, veuillez vous référer à la littérature scientifique pertinente ou consulter un chimiste professionnel.