สโคโปลามีน บิวทิลโบรไมด์(ลิงค์:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/scopolamine-butylbromide-cas-149-64-4.html) เป็นยาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาอาการทางระบบทางเดินอาหาร และมีโครงสร้างทางเคมีคล้ายกับยาสโคโปลามีน ไฮโดรโบรไมด์ สำหรับผู้ผลิตยา การค้นหาวิธีการสังเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพและเป็นไปได้ไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก แต่ยังรับประกันคุณภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์อีกด้วย
วิธีการสังเคราะห์ทางเคมีแบบดั้งเดิม:
1.1 เส้นทางสังเคราะห์ที่หนึ่ง:
เส้นทางการสังเคราะห์มาจากรายงานการวิจัย ("การสังเคราะห์อนุพันธ์ของบัสโคแพน") ขั้นตอนหลักมีดังนี้:
ขั้นตอนที่ 1: ปฏิกิริยาของ 2-โบรโมไอโซโพรพิลาซีโตฟีโนนกับ N-เมทิล-2-ไพริดีนคาร์บอกซาไมด์:
ผสม 2-bromoisopropylacetophenone กับ N-methyl-2-pyridinecarboxamide และทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 85 องศาเป็นเวลาหลายชั่วโมงต่อหน้าซีเซียมคลอไรด์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์
ขั้นตอนที่ 2: ปฏิกิริยาของ 2-โบรโมไอโซโพรพิล-เอ็น-เมทิล-2-ไพริดีนคาร์บอกซาไมด์กับโพรพิลีนออกไซด์:
ผลิตภัณฑ์ข้างต้นผสมกับโพรพิลีนออกไซด์และคนที่อุณหภูมิห้องโดยมีโซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นเวลาหลายชั่วโมงเพื่อให้ได้ Scopolamine butylbromide
ข้อดีของเส้นทางสังเคราะห์นี้คือสภาวะการเกิดปฏิกิริยาไม่รุนแรง และไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายและรีเอเจนต์ที่เป็นพิษและเป็นอันตรายมากเกินไป อย่างไรก็ตาม ขั้นตอนการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของวิธีนี้ค่อนข้างยุ่งยาก และผลผลิตไม่เหมาะ
1.2 เส้นทางสังเคราะห์สอง:
เส้นทางสังเคราะห์ได้มาจากเอกสารสิทธิบัตร (US Patent 4418109 A) และขั้นตอนหลักมีดังนี้:
ขั้นตอนที่ 1: ปฏิกิริยาของกรดซิส-4-ไฮดรอกซี-3-เมทอกซีฟีนิลอะซีติกกับ 2,3-ไดโบรโมโพรพิโอนิลโบรไมด์:
cis-4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid ผสมกับ 2,3-dibromopropionyl bromide และทำปฏิกิริยาเป็นเวลาหลายชั่วโมงที่อุณหภูมิห้องต่อหน้าเอทานอลเพื่อให้ 2-({{5 }}ไฮดรอกซี-3-เมทอกซีฟีนิลอะซีติกแอซิด)-2,3-ไดโบรโมโพรพิลเอสเทอร์
ขั้นตอนที่ 2: การตกผลึกใหม่ของ 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid)-2,3-dibromopropyl ester:
ผลิตภัณฑ์ข้างต้นได้รับการตกผลึกใหม่เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น
ขั้นตอนที่ 3: ปฏิกิริยาของ 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid) propionamidine กับกรด metabromic:
ผสม 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid)propionamidine กับ metabromide และทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาหลายชั่วโมงต่อหน้าเอธานอลเพื่อให้ได้ Scopolamine butylbromide
ข้อได้เปรียบของเส้นทางสังเคราะห์นี้คือขั้นตอนการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ได้รับการปรับให้เหมาะสม ผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์สูง และผลผลิตค่อนข้างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม สภาวะการเกิดปฏิกิริยาค่อนข้างรุนแรงและต้องใช้พื้นฐานทางห้องปฏิบัติการทางเคมีบางอย่าง
วิธีการสังเคราะห์เอนไซม์:
2.1 เส้นทางสังเคราะห์ที่สาม:
เส้นทางการสังเคราะห์มาจากรายงานการวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic ("Enzymatic synthesis of scopolamine butyl bromide via the thermophilic esterase") โดยมีขั้นตอนหลักดังนี้:
ขั้นตอนที่ 1: การสังเคราะห์ 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid) propionyl chloride:
ผสม 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid) กับ propionyl chloride และทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาหลายชั่วโมงต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ 2-({{4} }ไฮดรอกซี-3-เมทอกซีฟีนิลอะซีติกแอซิด) โพรพิโอนิลคลอไรด์ แอซิดคลอไรด์
ขั้นตอนที่ 2: ปฏิกิริยาของ 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid) propionyl chloride กับ n-butylammonium bromide
ผลิตภัณฑ์ข้างต้นผสมกับ n-butylammonium bromide และเมื่อมีฟอสเฟตบัฟเฟอร์ ภายใต้อุณหภูมิและสภาวะ pH ที่เหมาะสม จะใช้เอนไซม์ Thermomyces lanuginosus lipase (TLL) ที่มีความคงตัวทางความร้อนสูงเพื่อเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ Scopolamine butylbromide
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการสังเคราะห์ทางเคมีสองวิธีแรก เส้นทางที่สังเคราะห์ขึ้นนี้มีเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาที่เบาบางกว่า การคัดเลือกและผลผลิตที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีความต้องการสูงสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาและเอนไซม์ และจำเป็นต้องปรับกระบวนการบางอย่างให้เหมาะสม
การเปรียบเทียบและสรุปวิธีการสังเคราะห์:
เมื่อพิจารณาจากวิธีการสังเคราะห์หลายวิธีของ Scopolamine butylbromide ที่แนะนำข้างต้น วิธีการสังเคราะห์ทางเคมีแบบดั้งเดิมและวิธีการสังเคราะห์ด้วยเอนไซม์มีข้อดีและข้อเสียในตัวเอง วิธีการสังเคราะห์ทางเคมีแบบดั้งเดิมนั้นเรียบง่ายและสะดวก แต่สภาวะของปฏิกิริยาค่อนข้างรุนแรง และขั้นตอนการแยกและการทำให้บริสุทธิ์นั้นยุ่งยาก วิธีการสังเคราะห์ด้วยเอนไซม์มีสภาวะการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรง มีความสามารถในการคัดเลือกและผลผลิตสูง แต่ต้องใช้กิจกรรมของเอนไซม์สูงและความบริสุทธิ์ของตัวเร่งปฏิกิริยา และจำเป็นต้องมีการปรับกระบวนการให้เหมาะสมต่อไป
โดยสรุป วิธีการสังเคราะห์ของ Scopolamine butylbromide ยังคงเผชิญกับความท้าทายและความยากลำบากบางประการ อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพและเทคโนโลยีการสังเคราะห์ทางเคมี เชื่อว่าวิธีการสังเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นไปได้จะถูกค้นพบและส่งเสริม ดังนั้นจึงให้ความเป็นไปได้ที่ดีกว่าสำหรับการผลิต Scopolamine butylbromide ทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
Scopolamine butylbromide เป็นสารประกอบอินทรีย์เชิงซ้อนที่มีสูตรโมเลกุล C21H30BrNO4 มันอยู่ในกลุ่มยา dimethyloxymuscarinic ซึ่งคล้ายกับ atropine แต่เมื่อเปรียบเทียบกับ atropine โบรไมด์ไอออนจะแทนที่กลุ่มไฮดรอกซิล
1. โครงสร้างโมเลกุล:
โครงสร้างโมเลกุลของสโคโปลามีน บิวทิลโบรไมด์ประกอบด้วยโครงสร้างโมโนเอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิก (COOCH2CH2CH2CH3) และโครงสร้างเบนซิลออกซีคาร์บอนิล (C6H5CH2OCO) ที่มีอะตอมโบรมีน ในหมู่พวกมัน หมู่เบนซิลและหมู่เมทิลเชื่อมต่อกันบนคาร์บอนิลเพื่อสร้างวงแหวน 6 อะตอม และวงแหวน 6 อะตอมเชื่อมต่อกับวงแหวนอีก 5 อะตอม มีหมู่มาลีลที่มีอะตอมไฮโดรเจนสามอะตอม หมู่อะมิโนหนึ่งหมู่ และอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมบนวงแหวนห้าสมาชิก ในโครงสร้าง imine อะตอมในตำแหน่งที่แตกต่างกันทั้งสี่ของวงแหวนห้าสมาชิกจะเชื่อมต่อกับกลุ่มต่างๆ ดังแสดงในรูป:
โครงสร้างโมเลกุลนี้ทำให้สโคโปลามีน บิวทิลโบรไมด์มีฤทธิ์ต้านโคลิเนอร์จิคที่คล้ายกับอะโทรปีน และในขณะเดียวกัน การแทนที่ด้วยอะตอมของโบรมีนจะลดผลกระทบหลักของยาอะโทรปีน นอกจากนี้ โครงสร้างของชิ้นส่วนวงแหวนห้าส่วนยังทำให้สโคโปลามีน บิวทิลโบรไมด์มีความเสถียรในระดับหนึ่ง
2. ฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาของแอนติโคลิเนอร์จิค:
สโคโปลามีน บิวทิลโบรไมด์เป็นยาต้านโคลิเนอร์จิค และผลของมันคือทำให้ฤทธิ์ของอะเซทิลโคลีนลดลงโดยแข่งขันกับฤทธิ์ของอะเซทิลโคลีนที่มีต่อตัวรับ M1-M5 ในระบบทางเดินอาหาร Scopolamine butylbromide สามารถผ่อนคลายกล้ามเนื้อเรียบ ลดการหลั่งน้ำ และมีผลในการรักษาโรคอาหารไม่ย่อย อาการไม่สบายท้อง และโรคอื่นๆ ในระบบมอเตอร์ Scopolamine butylbromide สามารถบรรเทาอาการกระตุกของกล้ามเนื้อ และมีผลบางอย่างในการบรรเทาโรคของระบบมอเตอร์ เช่น torticollis กระตุก นอกจากนี้ในระบบทางเดินหายใจ Scopolamine butylbromide ยังสามารถใช้เป็นยาขยายหลอดลมได้อีกด้วย
3. เภสัชจลนศาสตร์:
Scopolamine butylbromide สามารถเข้าสู่ร่างกายผ่านทางลำไส้และสิ่งกีดขวางระหว่างเลือดและสมองหลังการให้ทางปากหรือการฉีด ในระบบทางเดินอาหาร มันถูกดูดซึมค่อนข้างเร็ว ถึงระดับเลือดสูงสุดในเวลาประมาณ 1-2 ชั่วโมง และถึงระดับเลือดสูงสุดใน 0.5-1 ชั่วโมงหลังการฉีด Scopolamine butylbromide ในช่องปากส่วนใหญ่จะถูกเผาผลาญโดยตับ ซึ่งจะถูกอะซิเลตหรือไฮดรอกซีเลตเพื่อสร้างสารที่สอดคล้องกัน ซึ่งจากนั้นไตหรือน้ำดีจะถูกขับออกจากร่างกาย การฉีด Scopolamine butylbromide จะถูกเผาผลาญและขับออกทางไตได้ง่ายกว่า โดยทั่วไป เมแทบอลิซึมและการกำจัดสโคโปลามีน บิวทิลโบรไมด์ในร่างกายจะค่อนข้างรวดเร็ว และครึ่งชีวิตอยู่ระหว่าง 2-4 ชั่วโมง
โดยสรุป สโคโปลามีน บิวทิลโบรไมด์เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างซับซ้อนและฤทธิ์ทางชีวภาพที่เข้มข้น ซึ่งมีฤทธิ์ต้านโคลิเนอร์จิกหลายชนิด โครงสร้างโมเลกุลประกอบด้วยโครงสร้างเบนซิลออกซีคาร์บอนิลและโครงสร้างโมโนเอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิก ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับคุณสมบัติทางเภสัชวิทยาของแอนติโคลิเนอร์จิก ในแง่ของเภสัชจลนศาสตร์ Scopolamine butylbromide มีชีวปริมาณออกฤทธิ์ที่ดีและมีผลต่อการเผาผลาญ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางคลินิก