Efedryna

Efedryna
(+)-efedryna(−)-efedryna
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

C10H15NO

Masa molowa

165,23 g/mol

Wygląd

biały lub prawie biały, krystaliczny proszek lub bezbarwne kryształy[1]

Identyfikacja
Numer CAS

299-42-3 (wolna amina)
50-98-6 (chlorowodorek)
134-72-5 (siarczan)

PubChem

9294 (izomer −)
9457 (izomer +)

DrugBank

DB01364

Podobne związki
Podobne związki

fenyloetyloamina, adrenalina, amfetamina, metamfetamina, pseudoefedryna

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Klasyfikacja medyczna
ATC

A08AA56, C01CA26, R01AA03, R01AB05, R03CA02, S01FB02

Legalność w Polsce

prekursor narkotykowy kategorii 1

Efedrynaorganiczny związek chemiczny, alkaloid roślinny, pochodna fenyloetyloaminy. Stosowana jako stymulant, reduktor apetytu, środek zwiększający koncentrację i uwagę, lekarstwo na nieżyt nosa oraz do leczenia niedociśnienia związanego z narkozą. Występuje w roślinach z rodzaju przęśl (Ephedra equisetina, Ephedra sinicamá huáng, Ephedra distachya) oraz w cisie (Taxus baccata). Jest najczęściej dostępna w formie chlorowodorku i siarczanu.

Występuje w postaci dwóch enancjomerów o konfiguracji 1R,2S[2] i 1S,2R[6], pozostałe dwa diastereoizomery znane są jako pseudoefedryna. Preparaty handlowe zawierają (−)-(1R,2S)-efedrynę[7].

Historia

Ephedra distachya – źródło efedryny

Roślina má huáng (麻黃, Ephedra sinica), zawierająca efedrynę oraz pseudoefedrynę, stosowana jest w tradycyjnej chińskiej medycynie.

Efedryna po raz pierwszy została wyizolowana z rośliny Ephedra vulgaris przez Nagayoshi Nagai w 1885 roku.

Produkcja

Produkcja efedryny w Chinach stała się dochodowym przemysłem eksportowym o wartości 13 mln $ rocznie. Z przetworzenia 30 tys. ton surowca roślinnego otrzymuje się 10 razy więcej substancji niż wynosi roczne zapotrzebowanie w tradycyjnej chińskiej medycynie[8].

Syntetyczna efedryna

Oprócz efedryny otrzymywanej ze źródeł naturalnych uzyskuje się ją na drodze syntezy chemicznej. Jedną z pierwszych metod było działanie na mieszaninę 1-fenylopropano-1,2-dionu i metyloaminy wodorem w obecności katalizatora[9]:

Reakcję przeprowadza się w środowisku czystego alkoholu etylowego, katalizatorem redukcji jest tlenek platyny(IV). Po zakończeniu redukcji katalizator jest usuwany przez filtrację, natomiast nieprzereagowana metyloamina jest oddestylowana pod zmniejszonym ciśnieniem. Następnie mieszaninę traktuje się roztworem chlorowodoru w alkoholu etylowym i wytrąca się kryształy przez odparowanie rozpuszczalnika. Tak przygotowany chlorowodorek efedryny przemywa się zimnym acetonem i suszy. Produkt zawiera oba stereoizomery efedryny oraz pewne ilości pseudoefedryny.

Komercyjnie dostępna efedryna syntezowana jest jedną z dwóch poniższych metod[10][11]:

Cukier lub inne źródło sacharozy (np. melasa) poddawana jest fermentacji za pomocą drożdży w obecności benzaldehydu. Produktem takiej reakcji jest (R)-1-fenylo-1-hydroksypropan-2-on, który reagując z metyloaminą w eterze dibutylowym w obecności katalizatora, którym może być platyna, daje produkt końcowy. Wadami tej metody jest potrzeba użycia dużej ilości eteru, wymagana duża czystość benzaldehydu oraz duże zużycie surowca cukrowego (do produkcji 1 kg efedryny potrzebne jest 9 kg cukru).
  • Metoda wykorzystująca jako surowiec propiofenon:
Propiofenon reaguje z bromem dając α-bromopropiofenon, który następnie traktowany jest metyloaminą. Tak otrzymany produkt jest redukowany wodorem wobec katalizatora, którym jest pallad lub nikiel Raneya. Otrzymuje się racemiczną mieszaninę efedryny i pseudoefedryny, co jest główną wadą tej metody. Produkty rozdziela się, a ponadto pseudoefedrynę poddaje się izomeryzacji, co zwiększa wydajność efedryny.

Ponadto w literaturze naukowej informowano o innych możliwościach syntezy efedryny; koncentrują się one zwykle na otrzymaniu selektywnie jednego z enancjomerów. Poniżej podano wybrane przykłady:

Pierwszym etapem syntezy jest redukcja aminoketonu zabezpieczonego w formie karbaminianu za pomocą dimetylofenylosilanu w środowisku kwasu trifluorooctowego (TFA). Etap ten przebiega praktycznie stereospecyficznie (wydajność 87%, de >98%). W drugim etapie redukuje się otrzymany produkt za pomocą tetrahydroglinianu litu (LAH). Wydajność tego etapu wynosi 80%, a produktem jest ()-efedryna. Syntezę tę można również przeprowadzić w innych kwasach i przy użyciu innych związków silanowych, jednak uzyskuje się gorsze wyniki.
Pierwszym etapem syntezy jest reakcja cyjanohydryny (z atomem tlenu zabezpieczonym grupą trimetylosililową, TMS) ze związkiem Grignarda. Produkt pośredni jest następnie hydrolizowany, w efekcie czego otrzymuje się 1-fenylo-1-hydroksypropan-2-on (stereoizomer R). Drugim etapem syntezy jest reakcja z metyloaminą, po której następuje redukcja. W zależności od warunków redukcji otrzymuje się efedrynę i pseudoefedrynę w różnych proporcjach. Najlepsze wyniki otrzymano stosując jako reduktor Zn(BH
4
)
2
oraz przeprowadzając reakcję w eterze w temperaturze −76 °C. Niezależnie od stosowanych warunków i reduktora otrzymywano wydajności powyżej 75%.

Właściwości spektroskopowe

  • Spektroskopia UV-VIS (efedryna w formie chlorowodorku w metanolu): maksima absorpcyjne przy długościach fali: 250, 256 oraz 262 nm. W zależności od środowiska pomiaru wartości te wykazują niewielkie (nie więcej niż 1 nm) odchylenia[14].
  • Spektroskopia IR: Główne maksima absorpcyjne występują przy liczbach falowych: 700, 2885 oraz 2974 cm−1[15]
  • Spektrometria mas: największy pik rejestruje się dla stosunku m/z = 58[15]
  • Spektroskopia NMR (rozpuszczalnik CDCl
    3
    )[16]:
Umiejscowienie atomów odpowiedzialnych za poszczególne piki
  • 1H NMR:
Rodzaj at. H1234Ph
Przesunięcie chemiczne, ppmδ = 0,85
(d, 3H, J = 6,2 Hz)
δ = 2,5
(bs, 3H)
δ = 2,8δ = 4,75
(d, 1H, J = 3,1 Hz)
δ = 7,30
(s, 5H)
  • 13C NMR:
Rodzaj at. C1234Ph
Przesunięcie chemiczne, ppmδ = 14,3δ = 34δ = 60,8δ = 73,0δ = 126,1, 127,0, 128,1

Działanie

Działa bezpośrednio, pobudzająco na układ współczulny (na receptory α-adrenergiczne i β-adrenergiczne) oraz pośrednio poprzez uwalnianie noradrenaliny z zakończeń nerwowych. Z tego względu przy powtarzanym podawaniu występuje zjawisko tachyfilaksji. Każda następna dawka podawana w krótkim czasie powoduje mniejszy skutek farmakologiczny. Obecnie coraz rzadziej stosowana w lecznictwie, zostaje zastąpiona środkami o bardziej specyficznym działaniu (np. synefryną).

Efedryna pomaga utrzymać szybkie tempo przemiany materii dzięki stymulowaniu konwersji nieaktywnej formy hormonu tarczycy T4 w postać aktywną T3. Indukowanie metabolizmu tkanki tłuszczowej w procesie termogenezy oraz działanie pobudzające efedryny są wynikiem jej zdolności do pobudzania wydzielania katecholamin: adrenaliny i noradrenaliny. Obie te substancje przyspieszają uwalnianie tłuszczu z komórek tłuszczowych i pobudzają układ nerwowy. Proces termogenezy gwałtownie spada po kilku tygodniach.

Najważniejsze działania efedryny to:

  • podwyższenie ciśnienia tętniczego krwi (skurcz naczyń oporowych) – stosowana w leczeniu niedociśnienia;
  • zwiększenie siły skurczu mięśnia sercowego;
  • przyspieszenie akcji serca;
  • rozszerzenie oskrzeli (rozkurcz mięśni gładkich oskrzeli);
  • pobudzające ośrodkowy układ nerwowy;
  • zwiększenie przepływu krwi przez tętnice wieńcowe, mózgowe i zaopatrujące mięśnie prążkowane;
  • zmniejszenie przepływu przez tętnice trzewne oraz zaopatrujące skórę.

Przypomina adrenalinę, ale nie ulega rozkładowi w układzie pokarmowym.

Dawniej była stosowana w leczeniu astmy oskrzelowej. W medycynie chińskiej stosowana od 4 tysięcy lat. Obecnie najczęściej bywa stosowana w preparatach leczniczych takich jak: Tussipect, Proasthmin, Allergoasthmin.

Bywa używana jako środek dopingujący i w postaci ECA jako silny i skuteczny środek odchudzający (patrz wyżej termogeneza). Może powodować uzależnienie psychiczne u niektórych osób (ze względu na początkowy efekt euforii – nie powoduje fizycznego), z powodu rosnącej tolerancji nie można jej długo stosować (tolerancja wynika z tego że receptory są po pewnym czasie zablokowane i niewrażliwe na działanie efedryny).

Efekty niepożądane

Skutki uboczne najczęściej występują przy regularnym stosowaniu (iniekcje, bądź przyjmowanie doustne), rzadziej w przypadku okresowego korzystania z inhalatorów zawierających efedrynę (np. do nosa). Możliwe efekty uboczne stosowania efedryny:

Przedawkowanie może prowadzić do śmierci (m.in. przez obciążenie serca), aczkolwiek w przypadku zażycia zalecanej dawki (poniżej 60 mg – zależne też od masy ciała) rzadko występują efekty niepożądane.

Przyjmowanie wysokich dawek efedryny może prowadzić do uszkodzenia mózgu z powodu ciągłego oddziaływania na neurotransmitery; może także powodować uszkodzenia naczyń krwionośnych z powodu towarzyszącego nadciśnienia. Efedryna może powodować zmniejszenie napięcia mięśniowego oraz psychozy paranoidalne. Badania na zwierzętach wskazują na możliwość uszkodzeń mózgu, mogących prowadzić do „tików” podobnych do występujących w chorobie Parkinsona[18].

Neurotoksyczność

Ponieważ efedryna jest substancją sympatykomimetyczną, podobną strukturalnie oraz pod względem aktywności do amfetamin, efedryna bywa używana jako prekursor do produkcji narkotyków (metamfetaminy i metkatynonu). Efedryna ze względu na swoje właściwości pobudzające bywa używana jako domieszka do narkotyków np. dostępny w USA narkotyk zwany Cloud Nine, uważany za „całkowicie naturalny” odpowiednik MDMA (Ecstasy) zawiera w swym składzie efedrynę.

Zbadane zostało, czy może powodować ona efekty neurodegeneracyjne. W poszczególnych badaniach porównano poziom takich neurotransmiterów jak serotonina, dopamina, glutaminiankwas glutaminowy czy epinefryna przy równoległej administracji efedryny oraz różnych amfetoaminopodobnych substancji. W badanym obszarze efedryna nie wykazała działania neurotoksycznego. Stwierdzono, że efedryna zwiększa poziom uwalniania dopaminy w minimalnym stopniu w porównaniu z identyczną dawką dekstroamfetaminy. Słabsze działanie efedryny na układ nerwowy wynika prawdopodobnie z utrudnionego przenikania bariery krew-mózg[19].

Przypisy

  1. a b c Farmakopea Polska VIII, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2008, s. 3491, ISBN 978-83-88157-53-0.
  2. a b c d e f (1R,2S)-(−)-Ephedrine, 98% (nr 134910) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski.
  3. a b c Ephedrine, [w:] ChemIDplus [online], United States National Library of Medicine [dostęp 2012-08-04] (ang.).
  4. a b Ephedrine, [w:] DrugBank [online], University of Alberta, DB01364 (ang.).
  5. ephedrine (ang.) w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2021-05-30].
  6. (1S,2R)-(+)-Ephedrine hemihydrate (nr 316733) w katalogu produktów Sigma-Aldrich (Merck KGaA).
  7. Martindale. The complete drug reference, wyd. 29, Londyn: Pharmaceutical Press, 1989, ISBN 0-85369-210-6 (ang.).[potrzebny numer strony]
  8. Chen Long, Chinese medicine’s great waste of resources, China Dialogue, 15 stycznia 2007 (ang. • chiń.).
  9. Richard H.F. Manske, Treat B. Johnson, Synthesis of ephedrine and structurally similar compounds. I. A new synthesis of ephedrine, „Journal of the American Chemical Society”, 51 (2), 1929, s. 580–582, DOI10.1021/ja01377a032 (ang.).
  10. A.N. Gazaliev i inni, Isolation, analysis, and synthesis of ephedrine and its derivatives, „Chemistry of Natural Compounds”, 25 (3), 1989, s. 261–271, DOI10.1007/BF00597698 (ang.).
  11. Naoki Kurashima i inni, Determination of Origin of Ephedrine Used as Precursor for Illicit Methamphetamine by Carbon and Nitrogen Stable Isotope Ratio Analysis, „Anal. Chem.”, 76 (14), 2004, s. 4233–4236, DOI10.1021/ac035417c (ang.).
  12. Makoto Fujita, Tamejiro Hiyama, Erythro-directive reduction of α-substituted alkanones by means of hydrosilanes in acidic media, „Journal of Organic Chemistry”, 53 (23), 1988, s. 5415–5421, DOI10.1021/jo00258a004 (ang.).
  13. W. Roy Jackson i inni, Stereoselective syntheses of ephedrinenext term and related 2-aminoalcohols of high optical purity from protected cyanohydrins, „Tetrahedron Letters”, 31 (10), 1990, s. 1447–1450, DOI10.1016/S0040-4039(00)88829-2 (ang.).
  14. UV-Spectra, Institut für Medizinische und Pharmazeutische Chemie [dostęp 2014-02-11] [zarchiwizowane z adresu 2014-02-11] (ang.).
  15. a b Ephedrine, [w:] NIST Chemistry WebBook [online], National Institute of Standards and Technology, identyfikator: C299423 [dostęp 2017-11-23] (ang.).
  16. Sandrine Bouquillon i inni, trans-Bis-[(–)ephedrinate]-palladiumII complex: synthesis, molecular modeling and use as catalyst, „Journal of Organometallic Chemistry”, 687 (2), 2003, s. 377–383, DOI10.1016/j.jorganchem.2003.08.015 (ang.).
  17. Efedryna, [w:] Indeks Leków MP [online], opis substancji, Medycyna Praktyczna [dostęp 2018-02-14].
  18. Richard Lawrence Miller, Encyclopedia of Addictive Drugs, London: Greenwood Press, 2002, ISBN 0-313-31807-7.[potrzebny numer strony]
  19. John F. Bowyer i inni, An Evaluation of l-Ephedrine Neurotoxicity with Respect to Hyperthermia and Caudate/Putamen Microdialysate Levels of Ephedrine, Dopamine, Serotonin, and Glutamate, „Toxicological Sciences”, 1 (55), 2000, s. 133–142, DOI10.1093/toxsci/55.1.133, PMID10788568 (ang.).

Star of life.svg Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.

Media użyte na tej stronie

GHS-pictogram-skull.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for toxic substances
Star of life.svg

The Star of Life, medical symbol used on some ambulances.

Star of Life was designed/created by a National Highway Traffic Safety Administration (US Gov) employee and is thus in the public domain.
Ephedra distachya.jpg
Autor: unknown, Licencja: CC-BY-SA-3.0
(-)-Ephedrin.svg
Structure of (−)-Ephedrine
Synteza efedryny 3.png
Autor: PZassowski, Licencja: CC BY-SA 3.0
Scheme od ephedrine synthesis
Synteza efedryny 4.png
Autor: PZassowski, Licencja: CC BY-SA 3.0
Synteza efedryny
Efedryna.png
Autor: PZassowski, Licencja: CC0
efedryna
Biosynthesis of ephedrine.png
Autor: PZassowski, Licencja: CC BY-SA 3.0
Biosynteza efedryny
(+)-Ephedrin.svg
Structure of (+)-Ephedrine
Synteza efedryny 5.png
Autor: PZassowski, Licencja: CC BY-SA 4.0
Synteza efedryny
Synteza efedryny 2.png
Autor: PZassowski, Licencja: CC BY-SA 3.0
Scheme of ephedrine synthesis