چگونه اپی نفرین در آزمایشگاه سنتز می شود؟

اپی نفرین هیدروکلرایدیک پودر کریستالی سفید است. ظاهر آن را می توان با مشاهده رنگ، شکل و اندازه آن قضاوت کرد. ظهور DL-ADRENALINE HYDROCHLORIDE نتیجه عواملی مانند خلوص، روش تهیه و نگهداری است. محلول در آب، می تواند یک محلول شفاف تشکیل دهد. همچنین در برخی از حلال های آلی مانند متانول و کلروفرم محلول است. حلالیت آن به دما و مقدار pH مربوط می شود. ضریب شکست 1.57 است. ضریب شکست میزان انحراف نور هنگام حرکت از هوا به ماده است. اندازه گیری ضریب شکست می تواند برای تعیین خلوص و ساختار مواد استفاده شود. یک ترکیب مهم مورد استفاده در تحقیقات بیولوژیکی، پزشکی و شیمیایی است. داروی این محصول نهایی به طور گسترده در درمان بیماری های سیستم قلبی عروقی، درمان آسم، بی حسی موضعی و سایر روش های درمانی استفاده می شود. البته لازم به ذکر است که این محصول یک محصول شیمیایی اولیه بوده و فقط برای اهداف تحقیقاتی علمی مورد استفاده قرار می گیرد.

این مقاله چندین روش مصنوعی DL-اپی نفرین هیدروکلراید را مورد بحث قرار خواهد داد:

1. روش سنتز نورآدرنالین به آدرنالین به DL-اپی نفرین هیدروکلراید:

این روش سنتز باید از نورآدرنالین شروع شود و از طریق یک ترکیب واسطه (4-متوکسی فنیل استون)، تحت کاتالیز مواد افزودنی غذایی، دو واکنش نورآدرنالین را به آدرنالین تبدیل می‌کند. سپس آدرنالین با محافظت از گروه OH در معرض آلکیلاسیون و ضد حفاظت N-Boc قرار می گیرد تا DL-آدرنالین هیدروکلراید تولید شود.

1.1. سنتز نورآدرنالین به آدرنالین:

نورآدرنالین یک انتقال دهنده عصبی مهم است و مسیر مصنوعی آن در بدن انسان عمدتاً از طریق عمل دوپامین - هیدروکسیلاز برای کاتالیز کردن تبدیل دوپامین است. یون های مس موجود در دوپامین-هیدروکسیلاز نقش کاتالیزوری مهمی در این واکنش دارند. در طی این واکنش، دوپامین تحت کاتالیز کربوکسیلاز به اسید دوپائیک اکسید می شود و سپس تحت کاتالیز دوپامین هیدروکسیلاز به نورآدرنالین تبدیل می شود.

ساختار نورآدرنالین بسیار شبیه به آدرنالین است، با این تفاوت که یک گروه هیدروکسیل اضافی در ساختار مولکولی وجود دارد. بنابراین، بر اساس نورآدرنالین، آدرنالین را می توان تنها با اکسید کردن اتم های هیدروژن به گروه های هیدروکسیل از طریق واکنش های آنزیمی به دست آورد.

1.2. سنتز آدرنالین به هیدروکلراید DL-اپی نفرین

آدرنالین یک ترکیب با فعالیت های دارویی مهم است، بنابراین در زمینه پزشکی مدرن به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، هر دو مرکز کایرال در آدرنالین نامتقارن هستند، بنابراین دارای دو ایزومر، یعنی چپ دست و راست دست است. علاوه بر این، فعالیت های دارویی این دو ایزومر کاملاً متفاوت است. بنابراین هنگام تهیه آدرنالین باید به کنترل انتخاب کایرال توجه ویژه ای داشت.

مراحل سنتزی DL-اپی نفرین هیدروکلراید به شرح زیر است:

(1) اکسیداسیون آدرنالین به DL-اپی نفرین توسط N-hydroxysuccinimide به عنوان یک عامل اکسید کننده:

در طی این فرآیند، DL-اپی نفرین ابتدا به N-hydroxysuccinimide محلول در استون اضافه شد، به آرامی هم زده شد و در حین افزودن تا {2}} درجه حرارت داده شد و شرایط واکنش به مدت 4 ساعت حفظ شد. پس از اتمام واکنش، محلول واکنش تا دمای اتاق خنک شد، اسید آمینه تولید شده فیلتر شد و هیدروکلراید DL-اپی نفرین تولید شده توسط HCl غلیظ از محلول واکنش جدا شد.

(2) تصفیه هیدروکلراید DL-اپی نفرین:

با افزودن محلول مخلوطی از اسید کلریدریک بی آب و اتانول به محصول واکنش، DL-آدرنالین هیدروکلراید برای به دست آوردن کریستال های هیدروکلرید DL-آدرنالین خالص می شود.

به طور خلاصه، سنتز اپی نفرین هیدروکلراید اساساً به دو مرحله تقسیم می شود، مرحله اول اکسید کردن نورآدرنالین به آدرنالین و سپس اکسید کردن آدرنالین به هیدروکلراید DL-اپی نفرین است. برای به دست آوردن هیدروکلراید DL-اپی نفرین با خلوص بالا، چندین مرحله جداسازی و خالص سازی مورد نیاز است.

2. Pyrocatechol روش مصنوعی مواد خام است:

سنتز کاراندیز یک روش رایج برای تهیه هیدروکلراید DL-اپی نفرین با استفاده از Pyrocatechol به عنوان ماده اولیه است. مراحل این روش عبارتند از: هیدرولیز کردن پیروکاتکل با FeCl3 به هیدروکینون و سپس انجام واکنش تراکم هیدروکینون و اسید گلیوکسیلیک برای تولید DL-آدرنالین کتال. کتال به DL-اپی نفرین کاهش می یابد و سپس با HCl اسیدی می شود تا هیدروکلراید DL-اپی نفرین را سنتز کند.

بخش 1: سنتز پیروکاتکل

مرحله 1: اکسیداسیون رزورسینول به بنزوکینون

1000 میلی لیتر آب به بالن سه گردنی اضافه شد و سپس 0.05 مول CuSO4 اضافه شد. به آرامی 1 مول NaOH را به PH 8 اضافه کنید و در حالی که هم بزنید. سپس 0.25 مول رزورسینول به فلاسک اضافه شد و هم زد و تا 80 درجه حرارت داده شد. 0.05 مول CuSO4 را 3 بار به صورت دسته ای اضافه کنید و به حرارت دادن و هم زدن ادامه دهید. در طول واکنش، یک رسوب لخته‌ای زرد قهوه‌ای مشاهده شد. پس از اتمام واکنش، جامد فیلتر شده و شسته شد، سپس خشک شد و به پودر تبدیل شد.

مرحله 2: کاهش بنزوکینون به Pyrocatechol

1000 میلی لیتر آب به بالن سه گردنی اضافه شد، سپس 0.5 مول NaBH4 اضافه شد و محلول به مدت 30 دقیقه بهم زد. در حین هم زدن، 0.25 مول بنزوکینون به آرامی اضافه شد. با پیشرفت افزودن، تغییراتی در سینتیک واکنش و رنگ مشاهده شد. هنگامی که محلول واکنش رنگ قهوه ای-قرمز آشکاری را نشان داد، مقدار pH با 1 مول HCl روی 4-5 تنظیم شد. سپس محصول صاف شده و شسته شده و خشک می شود تا پیروکاتکل بدست آید.

بخش 2: سنتز اپی نفرین هیدروکلراید

مرحله 1: تبدیل پیروکاتکل به 3،4-دی هیدروکسی فنیل اتانول

در این واکنش از واکنش Cannizzaro استفاده شد. مقدار محاسبه شده Pyrocatechol را در 500 میلی لیتر آب حل کرده و به آرامی 1.2 مول فرمالدئید اضافه کرده و در نهایت 1 مول NaOH اضافه کنید. هم بزنید و تا 90 درجه حرارت دهید و تغییر رنگ نمونه را مشاهده کنید. پس از اتمام واکنش، واکنش دهنده سرد و فیلتر شد و سپس محلول روی pH 6-7 تنظیم شد. سپس با اتانول مجدداً کریستالیزه کنید تا 34-دی هیدروکسی فنیل اتانول به دست آید.

مرحله 2: تبدیل 3،4-دی هیدروکسی فنیل اتانول به اپی نفرین هیدروکلراید

ابتدا 1 مول از 34-دی هیدروکسی فنیل اتانول را در 1000 میلی لیتر آب حل کنید و سپس مقدار مناسبی از NaOH اضافه کنید تا قلیایی شود. آن را تا 60 درجه حرارت داده و هم بزنید سپس به آرامی مقدار مناسب I2 اضافه کنید و تغییر رنگ محلول واکنش را در حین واکنش مشاهده کنید. هنگامی که واکنش به پایان رسید، آن را تا 90 درجه حرارت می دهند و HCl را برای تنظیم اسیدیته (pH≈4) اضافه می کنند و سپس با اتانول برای به دست آوردن اپی نفرین هیدروکلراید مجدداً تبلور می کنند.

در این مرحله، ما با موفقیت اپی نفرین هیدروکلراید را آماده کرده ایم. تصفیه، تعیین خواص فیزیکی و شیمیایی آن و مقایسه با اپی نفرین هیدروکلراید شناخته شده می تواند اطمینان حاصل کند که کیفیت داروی تهیه شده مطابق با الزامات است.

3. 2،5-استر دی هیدروکسی بنزوئیک اسید روش مصنوعی مواد خام است:

سنتز با 2،5-دی هیدروکسی بنزوات شروع می شود و آن را با Ac2O استری می کند. سپس طی مراحلی از جمله هیدروکسی آلکیلاسیون، محافظت زدایی، توتومریزاسیون، گلوتامیناسیون و غیره به هیدروکلراید DL-اپی نفرین تبدیل می شود. این روش دارای بازده و خلوص خاصی است.

روش تهیه 2،{1}}دی هیدروکسی بنزوات اپی نفرین هیدروکلراید به طور کلی می تواند به مراحل زیر تقسیم شود:

3. 1. 2،{3}}دی هیدروکسی بنزوئیک اسید را با HCl استری کنید تا اکسی کلرید 2،5-دی هیدروکسی بنزوئیک اسید بدست آید.

3. 2. واکنش 2،{3}}دی هیدروکسی بنزوئیک اسید هیدروکسی کلرید با CDI (1,1'-carbonyldiimidazole) در THF یک واسطه فعال شده توسط CDI را تشکیل می دهد.

3. 3. واکنش اپی نفرین با واسطه CDI در THF برای تولید 2،{3}}دی هیدروکسی بنزوات.

3. 4. خالص سازی 2،{3}}دی هیدروکسی بنزوات را می توان با تبلور مجدد یا کروماتوگرافی ستونی انجام داد.

لازم به ذکر است که انتخاب معرف های شیمیایی، کنترل شرایط عملیاتی و سایر جزئیات بر گزینش پذیری و بازده واکنش تأثیر می گذارد و تهیه 2،{1}}دی هیدروکسی بنزوات اپی نفرین هیدروکلراید باید با دقت انجام شود. از بازده و راندمان سنتز اطمینان حاصل کنید. در عین حال، عملیات واکنش شامل معرف های شیمیایی دارای خطرات خاصی است و باید در یک آزمایشگاه حرفه ای انجام شود و اقدامات ایمنی لازم مورد توجه قرار گیرد.

4. D، L- فنیل آلانین روش مصنوعی مواد خام است:

این رویکرد مبتنی بر تشخیص راحتی باقیمانده‌های D، L- فنیل آلانین توسط طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه و سایر روش‌های مشخصه‌یابی ساختاری است. به عنوان مثال، ابتدا با استری کردن D,L- فنیل آلانین به متیل استر مربوطه و سپس از طریق یک سری واکنش های احیا و هیدروکسیلاسیون، 6-هیدروکسی آدرنالین به ساختار DL-آدرنالین تبدیل می شود. این روش دارای مزایای بازده بالا و خلوص بالا است.

به طور کلی، DL-اپی نفرین هیدروکلراید یک ترکیب بسیار مهم است که به طور گسترده در تحقیقات زیست پزشکی، دارویی و شیمیایی استفاده می شود. چندین روش مصنوعی ذکر شده در بالا، در حال حاضر همه روش‌های رایج هستند. هنگام انتخاب یک روش خاص، عواملی مانند امکان سنجی هزینه، بازده، زمان مورد نیاز و روش های تشخیص باید در نظر گرفته شوند.