Bromhydrate de scopolamine(Lien du produit :https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) est un médicament courant avec divers effets thérapeutiques tels que le strabisme anticholinergique, anesthésique et neuropathique. Selon plusieurs tentatives de synthèse par Shaanxi Achieve chem-tech Co., Ltd Chemical Laboratory, sa structure chimique contient plusieurs anneaux, esters et glycosides de choline hydrolysés, il existe donc de nombreuses méthodes de synthèse. Cet article analysera les principes, les caractéristiques, les avantages et les inconvénients de ces méthodes, et discutera de leurs applications cliniques.
1. Méthode de synthèse Trost :
Le bromhydrate de scopolamine est un alcaloïde organique avec divers effets tels que anticholinergique, anti-narcotique, anti-dépresseur et anti-anxiété. C'est un médicament largement utilisé en médecine clinique. La synthèse de Trost est une méthode efficace pour la préparation du bromhydrate de scopolamine. L'avantage de cette méthode est que les conditions de réaction sont douces et le rendement est élevé, mais elle nécessite l'utilisation de catalyseurs et de réactifs coûteux, et il existe certains risques pour l'environnement et la sécurité.
Le principe de base de la méthode de synthèse de Trost est d'introduire la structure cyclique à quatre chaînons requise dans la molécule précurseur de la scopolamine par la réaction de Detroit, et enfin d'obtenir le bromhydrate de scopolamine. Voici les étapes détaillées :
(1) Préparation de la molécule précurseur de la scopolamine
Tout d'abord, la molécule précurseur de la scopolamine doit être préparée. Cette molécule précurseur est généralement mise à réagir avec de l'atropine et du chloroacétimide pour produire de la N-acétyl atropine. La réaction a été effectuée à température ambiante, et 1,5 équivalents de triméthylamine ont été ajoutés à la solution réactionnelle pour favoriser la réaction. Après la réaction, diluer avec de l'eau, ajuster le pH à environ 10 avec NaOH, extraire le produit de la solution réactionnelle, ajuster à nouveau le pH à 8-9 avec NaOH, et enfin obtenir la molécule précurseur de scopolamine souhaitée.
(2) Introduction d'une structure cyclique à quatre chaînons
Dissolvez les molécules de précurseur de scopolamine préparées dans une solution mixte de diméthylsulfoxyde (DMSO) et d'eau, puis ajoutez de l'hydroxyde de sodium (NaOH) pour obtenir le pH entre 9-10. À ce stade, de la tétracycline TIPSO (2,3,4,6-tétra-O-isopropylidène- -pentaacétate de D-glucose) et de l'acétophénone sodique (NAS) ont été ajoutés. Après le début de la réaction, une structure polyédrique Troposfere jaune apparaîtra dans la solution, qui est une structure cyclique à quatre chaînons nouvellement produite.
(3) Clivage de la tétracycline et élimination de TIPSO
La réaction d'exclusion a été laissée au repos pendant 1 heure, puis une certaine quantité de méthanol aqueux a été ajoutée pour favoriser le profil d'extension des molécules précurseurs de la scopolamine et de la tétracycline TIPSO et NAS. Par la suite, la tétracycline TIPSO et NAS ont été éliminées avec de l'acide chlorhydrique concentré et de l'hydroxyde de sodium a été ajouté à la solution pour ajuster le pH à 8-9. Finalement, un précipité solide blanc se formera, qui est le bromhydrate de scopolamine souhaité.
En conclusion, la synthèse de Trost a grandement amélioré l'efficacité et la stabilité de la scopolamine en introduisant une structure cyclique efficace à quatre chaînons. Cette méthode est simple et réalisable, et est une méthode très importante pour la production de scopolamine.
2. Méthode de synthèse Robinson :
Le bromhydrate de scopolamine est un médicament anticholinergique utilisé pour traiter le mal des transports, les troubles gastro-intestinaux et les troubles du mouvement, entre autres. La méthode de synthèse de Robinson est l'une des méthodes efficaces pour la synthèse du bromhydrate de scopolamine. La méthode consiste à construire une structure cyclique à quatre chaînons en deux étapes de réaction clés et à la convertir en bromhydrate de scopolamine avec de l'acide bromhydrique. Voici les étapes détaillées :
(1) Synthèse de l'acide 2-méthoxycarbonylpyridine-5-carboxylique
Tout d'abord, il est nécessaire de préparer l'acide 2-méthoxycarbonylpyridine-5-carboxylique, qui est un intermédiaire de synthèse du bromhydrate de scopolamine. La réaction nécessite de l'2-hydroxypyridine et du chlorure d'acétyle comme matières premières et est effectuée en présence d'une base. Ajoutez d'abord de l'hydroxyde de sodium goutte à goutte à l'2-hydroxypyridine avec de l'acétone pour générer du sel de sodium, puis ajoutez du chlorure d'acétyle. Une fois la réaction terminée, l'acidification donne l'acide 2-méthoxycarbonylpyridine-5-acide carboxylique.
(2) Préparation de 7-méthoxycarbonylpyridine[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one par cyclisation
Ensuite, vous devez utiliser l'acide 2-méthoxycarbonylpyridine-5-carboxylique pour synthétiser la 7-méthoxycarbonylpyridine[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-one, molécules précurseurs du bromhydrate de scopolamine. Cette réaction par étapes est réalisée par la réaction de fermeture de cycle de Robinson. Tout d'abord, du NaOEt a été ajouté dans de l'éthanol et de l'acide 2-méthoxycarbonylpyridine-5-carboxylique a été dissous avec de l'acétate d'éthyle. Ensuite, une très petite quantité de catalyseur aldéhyde est ajoutée au réactif, et le catalyseur agit comme un initiateur du réactif. Au fur et à mesure que la réaction progresse, la formation de composés cycliques devient de plus en plus apparente. Dans ce processus, il est nécessaire de prêter attention à des facteurs tels que la concentration du réactif, le temps de réaction, la quantité de catalyseur ajouté et le choix du solvant, afin que la réaction puisse être régulée.
(3) Préparation du bromhydrate de scopolamine par réduction par hydrogénation
Enfin, la 7-méthoxycarbonylpyridine[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one doit être convertie en bromhydrate de scopolamine. Ceci peut être accompli par une réaction d'hydrogénation-réduction, habituellement dans des conditions acides. Tout d'abord, mettez 7-méthoxycarbonylpyridine[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one et PtO2 comme catalyseur dans le ballon de réaction, puis ajouter de l'hydrogène et réagir pendant environ 6 heures. La solution réactionnelle a été extraite avec de l'acétate d'éthyle et le pH a été ajusté avec du NaOH, puis dissous avec de l'acide bromhydrique pour générer le bromhydrate de scopolamine souhaité.
En conclusion, la méthode de synthèse de Robinson construit la structure cyclique à quatre chaînons du bromhydrate de scopolamine à travers deux étapes de réaction clés, à savoir la réaction de fermeture du cycle de Robinson et la réaction de réduction par hydrogénation, et synthétise enfin avec succès le bromhydrate de scopolamine. La méthode de synthèse de Robinson a les caractéristiques de moins d'étapes de réaction et d'un fonctionnement simple, mais il est facile d'être pollué, le rendement est faible et plus de réactifs sont nécessaires. C'est une méthode efficace pour préparer le bromhydrate de scopolamine.
3. Méthode de synthèse enzymatique :
La synthèse enzymatique est une méthode nouvelle et respectueuse de l'environnement pour la synthèse efficace du bromhydrate de scopolamine dans des conditions de réaction douces. La synthèse enzymatique fait référence à la méthode d'utilisation de la catalyse enzymatique pour favoriser les réactions de synthèse organique, synthétisant ainsi efficacement et sélectivement des molécules cibles. Différente de la méthode de synthèse chimique traditionnelle, la méthode de synthèse enzymatique présente les avantages d'une efficacité élevée, de la verdeur, de la douceur, etc., et présente les caractéristiques d'une pureté élevée du produit et de petites réactions secondaires.
La synthèse enzymatique du bromhydrate de scopolamine est catalysée par des enzymes naturelles, qui sont des enzymes naturelles hautement spécifiques qui peuvent catalyser efficacement la formation de liaisons amide entre les groupes carboxyle et amino dans les molécules de bromhydrate de scopolamine. Les étapes spécifiques de la synthèse enzymatique du bromhydrate de scopolamine sont les suivantes :
Étape 1 : enzyme de prétraitement
Premièrement, le prétraitement enzymatique du bromhydrate de scopolamine est nécessaire pour activer et stabiliser l'enzyme. Le processus de traitement comprend principalement les étapes d'extraction, de raffinage, de concentration et de lyophilisation de l'enzyme, ce qui peut améliorer l'efficacité catalytique et la stabilité catalytique de l'enzyme.
Étape 2 : Traiter le substrat avant la réaction
Ajouter le substrat nécessaire pour synthétiser le bromhydrate de scopolamine dans le système de réaction. Le substrat doit d'abord être prétraité et, grâce à certaines réactions chimiques, il peut mieux se combiner avec l'enzyme de réaction et former un complexe. En général, le prétraitement du substrat peut être réalisé par des méthodes telles que la chromatographie sur colonne de gel d'agarose ou la chromatographie d'affinité réticulée.
Étape 3 : Réaction enzymatique
La substance prétraitée avec le substrat et l'enzyme prétraitée sont mélangées ensemble et mises à réagir dans des conditions de réaction appropriées. Les conditions de réaction comprennent généralement divers facteurs tels que la valeur du pH, la température, le temps de réaction et la concentration des réactifs. Le système de réaction doit être maintenu dans la plage de température et de pH appropriée pour obtenir la meilleure activité catalytique enzymatique. Le temps de réaction varie en fonction de la concentration des réactifs, et le temps général est de l'ordre de plusieurs heures.
Étape 4 : Fin de la réaction
Lorsque la réaction est terminée, certaines méthodes doivent être utilisées pour traiter le système réactionnel. D'une manière générale, le système de réaction peut être traité avec un solvant, une évaporation ou une méthode chimique pour éliminer les impuretés indésirables et rendre le produit plus pur.
Étape 5 : Isoler et purifier le produit
Les produits de bromhydrate de scopolamine de haute pureté peuvent être obtenus par des méthodes de séparation et de purification appropriées, telles que la distillation à contre-courant, l'extraction, la chromatographie sur colonne, etc.
Avantages de la méthode de synthèse enzymatique du bromhydrate de scopolamine :
(1) Respectueux de l'environnement et vert : par rapport aux méthodes de synthèse chimique traditionnelles, la synthèse enzymatique ne nécessite pas une grande quantité de solvants, réactifs et autres substances toxiques et nocifs, elle est donc respectueuse de l'environnement et verte.
(2) Sélectivité efficace : la méthode de synthèse enzymatique peut catalyser efficacement la synthèse de produits cibles et a une sélectivité élevée, de sorte qu'elle peut réduire la quantité de déchets et la quantité de catalyseur enzymatique utilisée.
(3) Pureté élevée du produit : le produit obtenu par la méthode de synthèse enzymatique a une pureté élevée et une faible teneur en impuretés, de sorte qu'aucune étape de purification supplémentaire n'est nécessaire, ce qui peut faire gagner du temps et de l'argent.
(4) Conditions de réaction douces : les conditions de réaction de la méthode de synthèse enzymatique sont relativement douces et la température de réaction est généralement comprise entre la température ambiante et 40 degrés, de sorte qu'elle peut maintenir la structure naturelle et l'activité physiologique du substrat de réaction et maintenir efficacement le configuration tridimensionnelle de la molécule d'origine et de la fonction principale.
(5) Larges perspectives d'industrialisation commerciale : l'enzyme est un biocatalyseur qui existe largement dans la nature et qui a de larges perspectives d'application. En raison de la forte demande de bromhydrate de scopolamine, de larges perspectives de marché et d'une valeur économique importante, la synthèse enzymatique du bromhydrate de scopolamine présente l'avantage de larges perspectives d'industrialisation commerciale.
En conclusion, la synthèse enzymatique du bromhydrate de scopolamine est une méthode de synthèse efficace, respectueuse de l'environnement, à haute sélectivité et à haute pureté avec de larges perspectives d'application. Cette méthode peut fournir une nouvelle voie pour la production industrielle de bromhydrate de scopolamine.