Escopolamina(Hioscina)(link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/hyoscine-powder-cas-138-12-5.html), também conhecida como escopolamina, é um composto alcalóide que pertence ao grupo dos alcalóides tropinos. A fórmula molecular é C17H21NÃO4, CAS 51-34-3, e o peso molecular é 303,35 g/mol. Sua estrutura contém grupos como anel benzênico, anel ciclohexeno e octadienil. É relativamente estável em condições neutras e fracamente ácidas, mas se decompõe em condições alcalinas. Portanto, o controle do pH é importante no preparo, armazenamento e utilização da escopolamina. Uma série de reações químicas pode ocorrer, incluindo reações como esterificação, hidrólise, oxidação e h.hidrogenação. Pode reagir com uma variedade de compostos para gerar diferentes derivados.
1. Rota de síntese alcalina da Beladona:
O método usa beladona (beladona) como material de partida para sintetizar escopolamina por meio de reações em várias etapas. Primeiramente, a escopolamina da beladona é parcialmente extraída e, em seguida, a escopolamina é gradualmente sintetizada por meio de ajuste ácido-base, esterificação, hidrogenação e outras etapas.
Aqui estão as etapas gerais:
1.1. Extração de escopolamina da beladona:
Primeiro, as folhas e caules da planta Beladona são esmagados e processados, e depois embebidos e extraídos com um solvente apropriado (como acetato de etila, metanol, etc.) para obter um extrato contendo escopolamina.
1.2. Ajuste de alcalinização:
O extrato é basificado, geralmente com uma solução alcalina de hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH). Isso converte a escopolamina em sua forma de sal (como o hidroxipiruvato de escopolamina).
1.3. Reação de esterificação:
O extrato condicionado alcalino reage com um agente de acilação adequado, tal como anidrido acético (Ac2O) ou anidrido acético (AcOEt), para formar o produto de esterificação da escopolamina. Esta reação é geralmente realizada em condições suaves.
1.4. Reação de hidrogenação:
O produto de esterificação é submetido a hidrotratamento, utilizando um agente redutor adequado como o hidrogênio e um catalisador como a platina ou o paládio para realizar uma reação de hidrogenação catalítica para reduzir a estrutura do éster e gerar escopolamina.
1.5. Cristalização e purificação:
Purifique o produto escopolamina desejado da mistura de reação por cristalização ou outros métodos de purificação.
2. Rota sintética do método da escopolamina:
O método usa escopolamina como material de partida e sintetiza gradualmente a escopolamina por meio de esterificação, acidificação, hidrólise de ésteres e outras reações. Dentre elas, a etapa de esterificação geralmente adota a reação do éster do ácido oxálico e da escopolamina para gerar oxalil escopolamina, e a seguir obtém a escopolamina por meio de acidificação e hidrólise do éster.
2.1. Preparação do material inicial:
No método da escopolamina, o material de partida é a escopolamina (ácido trópico). A escopolamina pode ser extraída de certas plantas ou preparada por meio de síntese química.
2.2. Reação de esterificação:
Primeiro, a escopolamina reage com um álcool apropriado para formar um produto escopolamina. Os álcoois comumente usados incluem metanol, etanol e semelhantes. A reação de esterificação é geralmente realizada sob condições ácidas, e os catalisadores ácidos comumente usados incluem ácido sulfúrico e cloreto ferroso.
Exemplo de uma equação de reação:
C17H21NÃO4+ CH4O → metil escopolamina + H2O
2.3. Reação de acidificação:
O produto esterificado é acidificado para convertê-lo no ácido correspondente. Os agentes acidificantes comumente usados incluem ácido sulfúrico e cloreto ferroso.
Exemplo de uma equação de reação:
Metil escopolamina + ácido → C17H21NÃO4+ CH4O
2.4. Hidrólise de éster:
Os ésteres são hidrolisados nos ácidos e álcoois correspondentes por catálise ácida ou básica. Na síntese da escopolamina, esta etapa permite que a escopolamina reaja novamente com o álcool formado na etapa anterior para sintetizar a escopolamina.
Exemplo de uma equação de reação:
Metil escopolamina + ácido/base → C17H21NÃO + C5H12S (para reciclagem)
3. Rota sintética do método de conversão de alcalóides tropicais:
O método usa outros alcalóides trópicos (como atropina e atorvastatina) como materiais de partida e sintetiza gradualmente a escopolamina através de etapas como esterificação, ajuste ácido-base, oxidação e acidificação. A vantagem deste método é que a estrutura alcalóide trópica existente pode ser usada para síntese a partir de intermediários e a eficiência da síntese pode ser melhorada.
3.1. Preparação do material inicial:
Na conversão de alcalóides trópicos, o material de partida é geralmente um alcalóide relacionado existente, como L-hiosciamina (levoisopropilscopolamina) ou atropina (atropina). Esses alcalóides podem ser extraídos de plantas ou preparados por meio de síntese química.
3.2. Reação de hidrogenação:
Primeiramente, o material de partida é submetido a uma reação de hidrogenação e é convertido em diferentes alcalóides de trópio por meio de redução por hidrogenação. A reacção de hidrogenação é normalmente realizada na presença de um catalisador, e os catalisadores típicos incluem platina ou paládio e semelhantes.
Exemplo de fórmula de reação química para uma reação de hidrogenação:
C17H23NÃO3 + H2 → C17H21NÃO4
3.3. Resposta à mudança estrutural:
O produto da reação de hidrogenação foi posteriormente transformado por uma reação de mudança de estrutura para produzir o produto alvo Escopolamina. As reações de mudança estrutural normalmente envolvem ciclizações, rearranjos ou outras reações específicas catalisadas por ácido ou catalisadas por base.
Exemplo de uma resposta de mudança estrutural:
a) Ciclização catalisada por ácido:
C17H23NÃO3→ hiosciamina cetona → C17H21NÃO4
b) Reações de rearranjo catalisadas por base:
C17H23NÃO3 → C17H21NÃO2 → C17H21NÃO4
4. Rota sintética de hidrogenação:
O método usa ciclohexeno tiol com grupos amino terciários como material de partida e sintetiza gradualmente a escopolamina por meio de etapas como hidrogenação, ajuste ácido-base e esterificação. A chave para este método é converter o ciclohexeno tiol em ciclohexenamina através da reação de hidrogenação e, em seguida, gerar escopolamina através da reação de esterificação.
4.1. Preparação do material inicial:
Na hidrogenação, o material de partida é geralmente um alcalóide com estrutura semelhante, como L-hiosciamina (Levoisopropilscopolamina) ou atropina (Atropina). Esses materiais de partida podem ser obtidos por extração vegetal ou síntese química.
4.2. Reação de hidrogenação:
A reação de hidrogenação é a etapa central do método de hidrogenação. Ele converte o material de partida no produto alvo Escopolamina por hidrorredução. As reações de hidrogenação requerem catalisadores e condições de reação apropriados.
Exemplo de fórmula de reação química para uma reação de hidrogenação:
a) Hidrogenação de L-hiosciamina:
C17H23NÃO3 + H2 → C17H21NÃO4
b) Hidrogenação da Atropina:
C17H23NÃO3 + H2 → C17H21NÃO4
4.3. Separação e purificação:
Após a reação de hidrogenação estar completa, o produto geralmente está presente junto com outros reagentes e subprodutos. Portanto, são necessárias etapas de isolamento e purificação para obter escopolamina de alta pureza. As técnicas de separação comumente utilizadas incluem cristalização, extração com solvente, cromatografia e semelhantes.
5. Rota de síntese fotoquímica:
Este método utiliza uma reação fotoquímica para sintetizar escopolamina. Normalmente, um composto com estrutura de ligação dupla é usado como material de partida, e uma reação fotoquímica ocorre sob condições de luz, e a escopolamina é gradualmente sintetizada por meio de reações de fragmentação e recombinação. Este método é adequado para reações e condições químicas específicas.
5.1. Visão geral:
O método fotoquímico é um método que utiliza energia luminosa para promover reações químicas. As transições eletrônicas nas moléculas são excitadas pela luz e os reagentes em estados excitados são gerados para participar das transformações químicas. Para a síntese fotoquímica da escopolamina, geralmente está envolvida a excitação na região ultravioleta e visível.
5.2. Preparação de materiais de partida:
Nos métodos fotoquímicos, o material de partida pode ser alcalóides com estruturas semelhantes, como L-hiosciamina (Levoisopropilscopolamina) ou atropina (Atropina). Esses materiais de partida podem ser obtidos por extração vegetal ou síntese química.
5.3. Reação fotoquímica:
A reação fotoquímica é a etapa central da síntese fotoquímica da escopolamina. Esta reação requer uma fonte de luz e condições de reação adequadas.
Exemplo de fórmula de reação química para uma reação fotoquímica:
a) Reação fotoquímica da L-hiosciamina:
C17H23NÃO3+ hv → C17H21NÃO4
b) Reação fotoquímica da Atropina:
C17H23NÃO3+ hv → C17H21NÃO4
Deve-se notar que hv na fórmula de reação química acima representa a energia luminosa, porque o processo de excitação das reações fotoquímicas é geralmente representado pela energia do fóton.
5.4. Separação e purificação:
Após a conclusão da reação fotoquímica, o produto geralmente existe junto com outros reagentes e subprodutos. Portanto, são necessárias etapas adequadas de isolamento e purificação para obter escopolamina com alta pureza. As técnicas de separação comumente utilizadas incluem cristalização, extração com solvente, cromatografia e semelhantes.
Deve-se notar que a rota sintética acima é baseada em literatura conhecida e resultados de pesquisa, e condições de reação específicas e detalhes experimentais são omitidos. A síntese da escopolamina é um processo complexo que envolve a síntese de múltiplas reações químicas e intermediários. Se você estiver interessado em aprender mais sobre a rota sintética da escopolamina, consulte a literatura científica relevante ou consulte um químico profissional.