スコポラミン(ヒオシン)(リンク:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/hyoscine-powder-cas-138-12-5.html) はスコポラミンとしても知られ、トロピン アルカロイドのグループに属するアルカロイド化合物です。 分子式はCです17H21いいえ4、CAS 51-34-3、分子量は 303.35 g/mol です。 その構造にはベンゼン環、シクロヘキセン環、オクタジエニルなどの基が含まれています。 中性および弱酸性条件下では比較的安定ですが、アルカリ性条件下では分解します。 したがって、スコポラミンを調製、保管、使用する際には、pH 制御が重要です。 エステル化、加水分解、酸化、水素化などの反応を含む、さまざまな化学反応が発生する可能性があります。水素化。 さまざまな化合物と反応してさまざまな誘導体を生成できます。
1. ベラドンナのアルカリ合成経路:
この方法では、出発原料としてベラドンナ（ベラドンナ）を使用し、多段階の反応を通じてスコポラミンを合成します。 まず、ベラドンナに含まれるスコポラミンの一部を抽出し、酸塩基調整、エステル化、水素添加などの工程を経て、徐々にスコポラミンが合成されます。
一般的な手順は次のとおりです。
1.1. ベラドンナからのスコポラミンの抽出:
まず、ベラドンナ植物の葉と茎を破砕加工し、適当な溶媒（酢酸エチル、メタノール等）に浸漬抽出してスコポラミンを含む抽出物を得る。
1.2. アルカリ化調整：
抽出物は通常、水酸化ナトリウム (NaOH) または水酸化カリウム (KOH) のアルカリ溶液で塩基性化されます。 これにより、スコポラミンがその塩の形態（スコポラミンヒドロキシピルビン酸塩など）に変換されます。
1.3. エステル化反応:
アルカリ処理した抽出物を、無水酢酸 (Ac) などの適切なアシル化剤と反応させます。2O) または無水酢酸 (AcOEt) を使用して、スコポラミンのエステル化生成物を形成します。 この反応は通常、穏やかな条件下で行われます。
1.4. 水素化反応:
エステル化生成物は、水素などの適切な還元剤および白金またはパラジウムなどの触媒を使用して水素化処理され、接触水素化反応を実行してエステル構造を還元し、スコポラミンを生成する。
1.5。 結晶化と精製:
結晶化または他の精製方法により、反応混合物から目的のスコポラミン生成物を精製します。
2. スコポラミン法の合成経路：
スコポラミンを出発原料とし、エステル化、酸性化、エステル加水分解などの反応を経て徐々にスコポラミンを合成する方法です。 このうちエステル化工程では、通常、シュウ酸エステルとスコポラミンを反応させてオキサリルスコポラミンを生成し、酸性化とエステル加水分解を経てスコポラミンを得る。
2.1. 出発材料の準備:
スコポラミン法では、出発物質はスコポラミン（トロパ酸）です。 スコポラミンは、特定の植物から抽出することも、化学合成によって調製することもできます。
2.2. エステル化反応:
まず、スコポラミンを適切なアルコールと反応させてスコポラミン生成物を形成します。 一般的に使用されるアルコールには、メタノール、エタノールなどが含まれます。 エステル化反応は通常酸性条件下で行われ、一般的に使用される酸触媒としては硫酸や塩化第一鉄などが挙げられる。
反応式の例:
C17H21いいえ4+CH4O → メチルスコポラミン + H2O
2.3. 酸性化反応:
エステル化生成物を酸性化して、対応する酸に変換する。 一般的に使用される酸性化剤には、硫酸および塩化第一鉄が含まれます。
反応式の例:
メチルスコポラミン + 酸 → C17H21いいえ4+CH4O
2.4. エステル加水分解:
エステルは、酸または塩基触媒によって加水分解されて、対応する酸とアルコールになります。 スコポラミンの合成では、このステップにより、スコポラミンが前のステップで形成されたアルコールと再度反応してスコポラミンが合成されます。
反応式の例:
メチルスコポラミン + 酸/塩基 → C17H21NO+C5H12S（リサイクル用）
3. 熱帯アルカロイド変換法の合成経路：
この方法では、他の熱帯性アルカロイド（アトロピンやアトルバスタチンなど）を出発原料として用い、エステル化、酸塩基調整、酸化、酸性化などの工程を経てスコポラミンを徐々に合成します。 この方法の利点は、中間体からの合成に既存のトロピックアルカロイドの構造を利用でき、合成効率を向上できることです。
3.1. 出発材料の準備:
熱帯アルカロイドの変換では、通常、出発物質は、L-ヒヨスチアミン (レボイソプロピルスコポラミン) やアトロピン (アトロピン) などの既存の関連アルカロイドです。 これらのアルカロイドは植物から抽出することも、化学合成によって調製することもできます。
3.2. 水素化反応:
まず、原料を水素化反応させ、水素化還元によりさまざまなトロピウムアルカロイドに変換します。 水素添加反応は、通常、触媒の存在下で行われ、代表的な触媒としては、白金、パラジウム等が挙げられる。
水素化反応の化学反応式の例:
C17H23いいえ3 + H2 → C17H21いいえ4
3.3. 構造変化への対応:
水素化反応の生成物は構造変化反応によってさらに変換され、目的生成物であるスコポラミンが得られました。 構造変化反応には通常、酸触媒または塩基触媒による環化、転位、またはその他の特定の反応が含まれます。
構造変化への反応の例:
a) 酸触媒による環化:
C17H23いいえ3→ ヒヨスチアミンケトン → C17H21いいえ4
b) 塩基触媒による転位反応:
C17H23いいえ3 → C17H21いいえ2 → C17H21いいえ4
4. 水素化合成経路：
3級アミノ基を有するシクロヘキセンスチオールを出発原料とし、水素添加、酸塩基調整、エステル化などの工程を経てスコポラミンを徐々に合成する方法です。 この方法のポイントは、シクロヘキセンスチオールを水素添加反応によりシクロヘキセンアミンに変換し、その後エステル化反応によりスコポラミンを生成することである。
4.1. 出発材料の準備:
水素添加では、通常、出発物質は、L-ヒヨスチアミン (レボイソプロピルスコポラミン) やアトロピン (アトロピン) など、類似の構造を持つアルカロイドです。 これらの出発物質は、植物抽出または化学合成によって得ることができる。
4.2. 水素化反応:
水素化反応は、水素化法の中心となるステップです。 出発物質を水素還元により目的生成物スコポラミンに変換します。 水素化反応には、適切な触媒と反応条件が必要です。
水素化反応の化学反応式の例:
a) L-ヒヨスチアミンの水素化:
C17H23いいえ3 + H2 → C17H21いいえ4
b) アトロピンの水素化:
C17H23いいえ3 + H2 → C17H21いいえ4
4.3. 分離と精製:
水素化反応が完了した後、生成物は通常、他の反応物および副生成物とともに存在します。 したがって、高純度のスコポラミンを得るには、単離および精製のステップが必要です。 一般的に使用される分離技術には、結晶化、溶媒抽出、クロマトグラフィーなどが含まれます。
5. 光化学合成経路:
光化学反応を利用してスコポラミンを合成する方法です。 通常、二重結合構造を有する化合物を出発原料とし、光条件下で光化学反応が起こり、断片化、再結合反応を経て徐々にスコポラミンが合成されます。 この方法は、特定の化学反応や条件に適しています。
5.1. 概要：
光化学法とは、光のエネルギーを利用して化学反応を促進する方法です。 分子内の電子遷移は光によって励起され、励起状態の反応物が生成されて化学変換に関与します。 スコポラミンの光化学合成には、通常、紫外および可視領域での励起が関与します。
5.2. 出発物質の調製:
光化学的方法では、L-ヒヨスチアミン (レボイソプロピルスコポラミン) やアトロピン (アトロピン) など、類似の構造を持つアルカロイドを出発物質とすることができます。 これらの出発物質は、植物抽出または化学合成によって得ることができる。
5.3. 光化学反応:
光化学反応は、スコポラミンの光化学合成の中核ステップです。 この反応には適切な光源と反応条件が必要です。
光化学反応の化学反応式の例:
a) L-ヒヨスチアミンの光化学反応:
C17H23いいえ3+ hv → C17H21いいえ4
b) アトロピンの光化学反応:
C17H23いいえ3+ hv → C17H21いいえ4
なお、光化学反応の励起過程は通常光子エネルギーで表されるため、上記化学反応式中のhvは光エネルギーを表す。
5.4. 分離と精製:
光化学反応が完了した後、生成物は通常、他の反応物や副生成物とともに存在します。 したがって、高純度のスコポラミンを得るには、適切な単離および精製手順が必要です。 一般的に使用される分離技術には、結晶化、溶媒抽出、クロマトグラフィーなどが含まれます。
なお、上記合成経路は公知の文献や研究結果に基づいており、具体的な反応条件や実験内容等は省略している。 スコポラミンの合成は、複数の化学反応と中間体の合成を含む複雑なプロセスです。 スコポラミンの合成経路について詳しく知りたい場合は、関連する科学文献を参照するか、専門の化学者に相談してください。