Adrenalinär en katekol-neurotransmittor och hormon som används i stor utsträckning vid framställning av läkemedel som hjärträddning, bronkiektasi, anafylaxi och urokinas. I klinisk tillämpning omfattar konventionella beredningsmetoder främst biologiska metoder, kemiska metoder och biosyntetiska metoder. Den här artikeln kommer att analysera dessa beredningsmetoder.
Länken till denna produkt är som följer:
1. Biologisk metod:
Biosyntesen av adrenalin använder vanligtvis tyrosin som en prekursor, som produceras genom flera enzymkatalyserade reaktioner. Syntesen och katalysen av dessa enzymer regleras av olika faktorer, såsom hormoner, neurotransmittorer och läkemedel.
1) Omvandling av tyrosinhydroxylas till DOPA:
De första föreningarna som syntetiserades var fenoliska karboxylsyror.
Fenolkarboxylsyra omvandlas till 3,4-dihydroxifenylalanin (DOPA) av tyrosinhydroxylas. Detta svar regleras av hormonet dopamin och dess derivat, neurotransmittorer eller neurofarmaka.
2) DOPA oxideras för att generera dopamin:
DOPA-dekarboxylas oxiderar också DOPA till dopamin av ett enzym som medieras av syntesen av dopamin.
3) N-metyltransferas får dopamin att generera noradrenalin:
Noradrenalin omvandlas till epinefrin genom inverkan av dopamin N-metyltransferas.
Tekniker som vanligtvis används i biologiska metoder inkluderar proteinteknik och genteknik.
2. Kemisk metod:
Vid kemisk syntes bildar tyrosin och formaldehyd metyl-DOPA (Maxwells reagens) genom 1,4-additionsreaktion. Metyl-DOPA sönderdelas vid 60 grader genom dekarboxylering för att bilda adrenalin.
Kemisk syntes av adrenalin inkluderar huvudsakligen följande reaktioner:
1) Michael tillsats av tyrosin och formaldehyd
Tyrosin och formaldehyd genomgår 1,4-Michael-additionsreaktion under lämpliga reaktionsförhållanden för att generera metyl-DOPA-mellanprodukt.
2) Dekarboxylering
Metyl-DOPA-mellanprodukten sönderdelas vid hög temperatur genom dekarboxyleringsreaktionen för att bilda epinefrin.
Fördelarna med kemisk syntes av adrenalin inkluderar att inte vara bunden av biokatalys, hög synteseffektivitet och förmågan att framställa en mängd olika adrenalinderivat genom strukturella förändringar. Den kemiska metoden har dock också nackdelar som komplicerad process och höga kostnader.
3. Biosyntes:
Biosyntetisk syntes av adrenalin utförs huvudsakligen med hjälp av mikrobiell syntesteknik. Genom att screena och modifiera mikrobiella stammar kan de producera adrenalin.
Vanliga produktionsvärdmikrobiella stammar för genrekombination inkluderar Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Trichoderma, etc., och syntesen av epinefrin genom rekombinant uttryck av Escherichia coli är ett mer populärt sätt. Kärnan i metoden är att ta ut den metaboliska vägen av tyrosin ur cellen, och sedan odla dess metaboliska väg i behållaren, så att den kan producera en stor mängd adrenalin. Det mesta av detta tillvägagångssätt är automatiserat och lätt skalbart.
4. Slutsats:
Biologiska metoder, kemiska metoder och biosyntetiska metoder är alla konventionella metoder för framställning av adrenalin. Den biologiska metoden kan verkligen generera naturligt adrenalin ur ett fysiologiskt och farmakologiskt perspektiv, och kan erhålla naturliga läkemedelseffekter, men den regleras av gener och enzymer, vilket gör det svårt att förbereda; kemiska och biosyntetiska metoder har hög effektivitet och högt utbyte. , Mycket karakteriserings- och modifieringsegenskaper, men den kemiska processen är besvärlig och kostsam, och biosyntesmetoden är svår att upprätthålla effektivitet men kan effektivt koordinera mikrobiell tillväxt och metabolism för massproduktion.
Adrenalin (epinefrin), en signalsubstans och hormon, är också ett viktigt läkemedel. Det ger fysiologiska effekter genom att binda till adrenerga receptorer. Adrenalin innehåller amfetamin- och katekolaminderivat och används ofta för att behandla tillstånd som astma, snabba hjärtslag och svåra allergiska reaktioner. Dessutom används läkemedlet också i processen med första hjälpen och assisterad leverans.
Den kemiska reaktionen av epinefrin involverar interaktionen av flera kemiska delar, så denna artikel kommer att introducera dessa delars roll i den kemiska reaktionen. Här är hans kärnmagnetiska resonansspektrum:
Kemisk struktur:
Först introduceras den kemiska strukturen hos epinefrin. Epinefrinmolekylen är sammansatt av fenyletylaminstruktur och katekolringstruktur, förkortningen är Epi. Det finns två kirala kolatomer, belägna i respektive positionerna och. Därför finns epinefrin i fyra stereoisomerer, nämligen (R,R)-Epi, (S,S)-Epi, (R,S)-Epi, (S,R)-Epi. Bland dem är endast (R,R)-Epi isomeren med stark fysiologisk aktivitet, som också är den huvudsakliga isomeren som produceras in vivo.
Reaktion av epinefrin med vätejoner:
Det finns hydroxyl- och amingrupper på bensenringen av epinefrin, så den har en viss surhet och alkalinitet. När epinefrin interagerar med vätejoner (H^ plus ), kan följande reaktioner inträffa:
Epi plus H^ plus → EpiH^ plus
Detta är en kritisk reaktion eftersom EpiH^ plus är en produkt av jonisering av epinefrin, vilket påverkar dess egenskaper vad gäller fysiologiska och farmakologiska effekter.
Oxidationsreaktioner av adrenalin:
Hydroxyl- och amfetamingrupperna i epinefrin har uppenbara redoxegenskaper och kan genomgå oxidationsreaktioner. När epinefrin kommer i kontakt med syre kan följande reaktioner uppstå:
Epi plus O2→ EpiO2
Dessutom, när epinefrin kommer i kontakt med vissa oxidationsmedel såsom väteperoxid, kan en oxidationsreaktion också inträffa.
Syra-basreaktion av epinefrin:
Hydroxyl- och amingrupperna i epinefrin är också sura och basiska, och de kan producera komplexa syra-basreaktioner vid olika pH-värden. När pH-värdet är lägre än pKa-värdet för föreningen (3,5 och 9.0), kommer hydroxylgruppen att protoneras, vilket resulterar i en stark Lewis-syra EpiH^ plus ; omvänt, när pH-värdet är högre än pKa, kommer amingruppen att deprotoneras, Epi^- ger en stark Lewis-bas. Detta samspel av sura egenskaper och pH har en betydande inverkan på effektiviteten och biverkningarna av epinefrin i medicinska tillämpningar.
Kväveförgasningsreaktion av epinefrin:
Amingruppen i epinefrin kan också genomgå en kvävgasreaktion när den utsätts för vissa kemiska reagenser på grund av redoxegenskaper. Till exempel, när epinefrin kommer i kontakt med kvicksilvernitrat, producerar det en mörkblå kemisk reaktion:
Epi plus Hg(NO3)2→ HgO2N-Epi plus 2HNO3
Ovanstående är flera typiska typer av kemiska reaktioner med adrenalin, och varje del av den spelar olika roller i reaktionen. Kemiska reaktioners egenskaper och egenskaper har en viktig inverkan på de farmakologiska effekterna och medicinska tillämpningarna av epinefrin, och ger också vägledning och idéer för kemister och farmakologer för att utveckla bättre läkemedel.