Skopolamin hidrobromida(Tautan produk:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-hydrobromide-powder-cas-114-49-8.html) adalah obat umum dengan berbagai efek terapeutik seperti antikolinergik, anestesi dan strabismus neuropatik. Menurut beberapa upaya sintetik oleh Shaanxi Achieve chem-tech Co.,Ltd Chemical Laboratory, struktur kimianya mengandung banyak cincin, ester, dan glikosida kolin terhidrolisis, jadi ada banyak metode sintetik. Artikel ini akan menganalisis prinsip, karakteristik, keuntungan dan kerugian dari metode ini, dan mendiskusikan aplikasi klinisnya.
1. Metode sintesis Trost:
Skopolamin hidrobromida merupakan alkaloid organik dengan berbagai efek seperti antikolinergik, antinarkotika, antidepresan, dan anticemas. Ini adalah obat yang banyak digunakan dalam kedokteran klinis. Sintesis Trost adalah metode yang efektif untuk pembuatan Scopolamine hydrobromide. Keuntungan dari metode ini adalah kondisi reaksinya ringan dan hasilnya tinggi, tetapi perlu menggunakan katalis dan reagen yang mahal, dan ada bahaya lingkungan dan keamanan tertentu.
Prinsip dasar metode sintesis Trost adalah memasukkan struktur cincin beranggota empat yang diperlukan ke dalam molekul prekursor Skopolamin melalui reaksi Detroit, dan akhirnya mendapatkan hidrobromida Skopolamin. Berikut langkah-langkah detailnya:
(1) Pembuatan molekul prekursor skopolamin
Pertama, molekul prekursor Skopolamin perlu disiapkan. Molekul prekursor ini biasanya direaksikan dengan atropin dan kloroasetimida untuk menghasilkan N-asetil atropin. Reaksi dilakukan pada suhu kamar, dan 1,5 ekuivalen trimetilamina ditambahkan ke larutan reaksi untuk mendorong reaksi. Setelah reaksi, encerkan dengan air, sesuaikan pH menjadi sekitar 10 dengan NaOH, ekstrak produk dari larutan reaksi, sesuaikan pH menjadi 8-9 lagi dengan NaOH, dan akhirnya dapatkan molekul prekursor Skopolamin yang diinginkan.
(2) Memperkenalkan struktur cincin beranggota empat
Larutkan molekul prekursor Skopolamin yang telah disiapkan dalam larutan campuran dimetil sulfoksida (DMSO) dan air, lalu tambahkan natrium hidroksida (NaOH) untuk membuat pH antara 9-10. Pada titik ini, tetrasiklin TIPSO (2,3,4,6-tetra-O-isopropylidene- -D-glucose pentaacetate) dan sodium acetophenone (NAS) ditambahkan. Setelah reaksi dimulai, struktur polihedral Troposfer berwarna kuning akan muncul dalam larutan, yang merupakan struktur cincin beranggota empat yang baru diproduksi.
(3) Pembelahan tetrasiklin dan penghilangan TIPSO
Reaksi eksklusi dibiarkan selama 1 jam, dan kemudian sejumlah metanol berair ditambahkan untuk mempromosikan profil ekstensi molekul prekursor Skopolamin dan tetrasiklin TIPSO dan NAS. Selanjutnya, tetrasiklin TIPSO dan NAS dihilangkan dengan asam klorida pekat, dan natrium hidroksida ditambahkan ke dalam larutan untuk mengatur pH menjadi 8-9. Akhirnya endapan padat putih akan terbentuk, yang merupakan hidrobromida Skopolamin yang diinginkan.
Kesimpulannya, sintesis Trost sangat meningkatkan kemanjuran dan stabilitas Skopolamin dengan memperkenalkan struktur cincin beranggota empat yang efektif. Metode ini sederhana dan layak, dan merupakan metode yang sangat penting untuk produksi Skopolamin.
2. Metode sintesis Robinson:
Skopolamin hidrobromida adalah obat antikolinergik yang digunakan antara lain untuk mengobati mabuk perjalanan, gangguan pencernaan, dan gangguan gerakan. Metode sintesis Robinson adalah salah satu metode yang efektif untuk sintesis hidrobromida Skopolamin. Metodenya adalah membangun struktur cincin beranggota empat melalui dua langkah reaksi utama, dan mengubahnya menjadi Scopolamine hydrobromide dengan asam hidrobromat. Berikut ini adalah langkah-langkah detailnya:
(1) Sintesis 2-metoksikarbonilpiridin-5-asam karboksilat
Pertama, perlu menyiapkan 2-methoxycarbonylpyridine-5-asam karboksilat, yang merupakan zat antara sintetik dari Skopolamin hidrobromida. Reaksi membutuhkan 2-hidroksipiridin dan asetil klorida sebagai bahan awal dan dilakukan dengan adanya basa. Pertama tambahkan natrium hidroksida tetes demi tetes ke 2-hidroksipiridin dengan aseton untuk menghasilkan garam natrium, lalu tambahkan asetil klorida. Setelah reaksi selesai, pengasaman menghasilkan 2-metoksikarbonilpiridin-5-asam karboksilat.
(2) Persiapan 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-satu dengan siklisasi
Selanjutnya, Anda perlu menggunakan 2-methoxycarbonylpyridine-5-asam karboksilat untuk mensintesis 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4- triazol-8(1H)-satu, molekul prekursor Scopolamine hydrobromide. Langkah reaksi ini dilakukan oleh reaksi penutupan cincin Robinson. Pertama, NaOEt ditambahkan dalam etanol, dan 2-metoksikarbonilpiridin-5-asam karboksilat dilarutkan dengan etil asetat. Kemudian sejumlah kecil katalis aldehida ditambahkan ke reaktan, dan katalis bertindak sebagai inisiator reaktan. Saat reaksi berlangsung, pembentukan senyawa siklik menjadi semakin jelas. Dalam proses ini perlu memperhatikan faktor-faktor seperti konsentrasi reaktan, waktu reaksi, jumlah katalis yang ditambahkan, dan pemilihan pelarut, sehingga reaksi dapat diatur.
(3) Pembuatan Scopolamine hydrobromide dengan reduksi hidrogenasi
Terakhir, 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one perlu diubah menjadi Skopolamin hidrobromida. Hal ini dapat dicapai dengan reaksi reduksi hidrogenasi, biasanya dalam kondisi asam. Pertama, masukkan 7-methoxycarbonylpyridin[4,3-e]-1,2,4-triazol-8(1H)-one dan PtO2 sebagai katalis ke dalam labu reaksi, kemudian tambahkan hidrogen, dan bereaksi selama sekitar 6 jam. Larutan reaksi diekstraksi dengan etil asetat dan pH diatur dengan NaOH, dan kemudian dilarutkan dengan asam hidrobromat untuk menghasilkan hidrobromida Skopolamin yang diinginkan.
Kesimpulannya, metode sintesis Robinson membangun struktur cincin beranggota empat dari hidrobromida Skopolamin melalui dua langkah reaksi utama, yaitu reaksi penutupan cincin Robinson dan reaksi reduksi hidrogenasi, dan akhirnya berhasil mensintesis hidrobromida Skopolamin. Metode sintesis Robinson memiliki karakteristik langkah reaksi yang lebih sedikit dan pengoperasian yang sederhana, tetapi mudah tercemar, rendemennya rendah, dan diperlukan lebih banyak reagen. Ini adalah metode yang efektif untuk menyiapkan Scopolamine hydrobromide.
3. Metode sintesis enzimatik:
Sintesis enzimatik adalah metode baru dan ramah lingkungan untuk sintesis efisien Skopolamin hidrobromida dalam kondisi reaksi ringan. Sintesis enzimatik mengacu pada metode penggunaan katalisis enzim untuk mempromosikan reaksi sintesis organik, sehingga mensintesis molekul target secara efisien dan selektif. Berbeda dengan metode sintesis kimia tradisional, metode sintesis enzimatik memiliki keunggulan efisiensi tinggi, kehijauan, kelembutan, dll., serta memiliki karakteristik kemurnian produk yang tinggi dan reaksi samping yang kecil, sehingga telah mendapat perhatian dan penelitian yang luas.
Sintesis enzimatik Scopolamine hydrobromide dikatalisis oleh enzim alami, yang merupakan enzim alami yang sangat spesifik yang dapat secara efisien mengkatalisis pembentukan ikatan amida antara karboksil dan gugus amino dalam molekul Scopolamine hydrobromide. Langkah-langkah spesifik sintesis enzimatik Scopolamine hydrobromide adalah sebagai berikut:
Langkah 1: Enzim pretreatment
Pertama, pretreatment enzim Scopolamine hydrobromide diperlukan untuk mengaktifkan dan menstabilkan enzim. Proses pengolahan terutama meliputi langkah-langkah ekstraksi enzim, pemurnian, pemekatan dan pengeringan beku, yang dapat meningkatkan efisiensi katalitik dan stabilitas katalitik enzim.
Langkah 2: Rawat substrat sebelum reaksi
Tambahkan substrat yang diperlukan untuk mensintesis Skopolamin hidrobromida ke dalam sistem reaksi. Substrat perlu diolah terlebih dahulu, dan melalui beberapa reaksi kimia, dapat lebih baik bergabung dengan enzim reaksi dan membentuk kompleks. Secara umum, pretreatment substrat dapat dicapai dengan metode seperti kromatografi kolom gel agarosa atau kromatografi afinitas ikatan silang.
Langkah 3: Reaksi enzimatik
Substrat yang diberi perlakuan awal dan enzim yang diberi perlakuan awal dicampur bersama dan direaksikan di bawah kondisi reaksi yang sesuai. Kondisi reaksi umumnya mencakup berbagai faktor seperti nilai pH, suhu, waktu reaksi, dan konsentrasi reaktan. Sistem reaksi perlu dijaga dalam kisaran suhu dan pH yang tepat untuk mencapai aktivitas katalitik enzim terbaik. Waktu reaksi bervariasi tergantung pada konsentrasi reaktan, dan waktu umumnya sekitar beberapa jam.
Langkah 4: Akhir reaksi
Ketika reaksi selesai, beberapa metode perlu digunakan untuk merawat sistem reaksi. Secara umum, sistem reaksi dapat diolah dengan pelarut, penguapan atau beberapa metode kimia untuk menghilangkan kotoran yang tidak diinginkan dan membuat produk lebih murni.
Langkah 5: Isolasi dan murnikan produk
Produk hidrobromida Skopolamin dengan kemurnian tinggi dapat diperoleh dengan metode pemisahan dan pemurnian yang sesuai, seperti distilasi arus balik, ekstraksi, kromatografi kolom, dll.
Keuntungan metode sintesis enzimatik Scopolamine hydrobromide:
(1) Ramah lingkungan dan hijau: Dibandingkan dengan metode sintesis kimia tradisional, sintesis enzimatik tidak memerlukan pelarut, reagen, dan zat lain yang beracun dan berbahaya dalam jumlah besar, sehingga ramah lingkungan dan hijau.
(2) Selektivitas yang efisien: Metode sintesis enzimatik dapat mengkatalisis sintesis produk target secara efisien dan memiliki selektivitas yang tinggi, sehingga dapat mengurangi jumlah produk limbah dan jumlah katalis enzim yang digunakan.
(3) Kemurnian produk tinggi: Produk yang dihasilkan dengan metode sintesis enzimatik memiliki kemurnian tinggi dan kandungan pengotor rendah, sehingga tidak diperlukan langkah pemurnian tambahan, yang dapat menghemat waktu dan biaya.
(4) Kondisi reaksi ringan: Kondisi reaksi metode sintesis enzimatik relatif ringan, dan suhu reaksi umumnya antara suhu kamar dan 40 derajat, sehingga dapat mempertahankan struktur alami dan aktivitas fisiologis substrat reaksi dan secara efektif mempertahankan konfigurasi tiga dimensi dari molekul asli dan fungsi utamanya.
(5) Prospek luas untuk industrialisasi komersial: Enzim adalah biokatalis yang banyak terdapat di alam dan memiliki prospek aplikasi yang luas. Karena permintaan besar untuk Scopolamine hydrobromide, prospek pasar yang luas dan nilai ekonomi yang signifikan, sintesis enzimatik dari Scopolamine hydrobromide memiliki keuntungan dari prospek yang luas untuk industrialisasi komersial.
Kesimpulannya, sintesis enzimatik Scopolamine hydrobromide adalah metode sintetik yang efisien, ramah lingkungan, selektivitas tinggi, kemurnian tinggi dengan prospek aplikasi yang luas. Metode ini dapat memberikan cara baru untuk produksi industri hidrobromida Scopolamine.